Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Конкурс'
Московский Областной открытый юношеский конкурс пианистов, посвящённый А.Н.Скрябину, организует и проводит Министерство культуры Московской области, ...полностью>>
'Программа'
На склоне горы можно видеть 8 пещер, протяженность крупнейшей из них - 220 м.  В пещерах устроены малый храм в честь преподобного Серафима Саровского ...полностью>>
'Документ'
Во исполнение Декрета Президента Республики Беларусь от 14 июля 2003 г. № 17 "О лицензировании отдельных видов деятельности" Совет Министро...полностью>>
'Документ'
Оснащение салона и кузова :омыватели фар, противотуманные фары, задний противотуманный фонарь, дополнительный стоп-сигнал, полноразмерное запасное ко...полностью>>

Светильники Организация рабочего места для создания комфортных зрительных условий Освещение квартир Заключение

Главная > Документ
Сохрани ссылку в одной из сетей:

ОСВЕЩЕНИЕ И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

ОГЛАВЛЕНИЕ

Характеристика освещения и световой среды.

Как устроен глаз и как видит человек

Факторы световой среды и освещения, определяющие зрительный комфорт

Виды освещения и его нормирование

- Искусственные источники света

- Светильники

Организация рабочего места для создания комфортных зрительных условий

Освещение квартир

Заключение

Освещение исключительно важно для человека. С помощью зрения человек помучает большую часть информации (около 90 %),
поступающей из окружающего мира. Свет — это ключевой элемент нашей способности видеть, оценивать форму, цвет и перспективу окружающих нас предметов. Не следует забывать, что такие элементы человеческого самочувствия как душевное состояние или степень усталости зависят от освещения и цвета окружающих нас предметов. С точки зрения безопасности труда зрительная способность и зрительный комфорт чрезвычайно важны. Много несчастных случаев происходит, помимо всего
из-за неудовлетворительного освещения или из-за ошибок, сделанных рабочим, по причине трудности распознавания того или иного |предмета или осознания степени риска, связанного с обслуживанием транспортных средств, станков и т. п. Свет создаёт нормальные условия для трудовой деятельности. Неудовлетворительная освещенность на рабочем месте или на рабочей зоне может являться причиной снижения производительности и качества труда, получения травм.

Нарушения зрения, связанные с недостатками системы освещения, являются обычным имением. Из-за способности ярения при спосабливаться к недостаточному освещению человек часто относится к этому без должной серьезности.

Недостаточное освещение вызывает зрительный дискомфорт, выражающийся в ощущении неудобства или напряжённости. Длительное пребывание в условиях зрительного дискомфорта приводит к отвлечению внимания, уменьшению сосредоточенности,зрительному и общему утомлению. Кроме создания зрительного комфорта свет оказывает на человека психологическое, физиологическое и эстетическое воздействие. Свет - один из важнейших элементов организации пространства и главный посредник человекам и окружающим его пространством.

Свойства света как фактора эмоционального воздействия широко используются путем правильной и рациональной организиции освещения. Необходимая освещенность может быть достигнута за счет регулирования светового потока источника освещения включения и выключения части ламп в осветительных приборах, изменения спектрального состава света, применения осветительных приборов подвижной конструкции, позволяющей изменять направление светового потоки.

Характеристики освещения и световой среды.

Существуют два источника света – это Солнце (естесственное освещение) и искусственные источники, созданные чело-м. Основные нскусственные источники света, применяемые ныне - электрические источночники, прежде всего лампы накаливания и газоразоядные лампы. Источник света излучает энергию в виде электромагнитных волн, имеющих различные длины. Человек воспринимает электромагнитные волны как свет только в диапазоне от 0,38 до 0,76 мкм.

Освещение и световая среда характеризуется следующими параметрами.

Световой поток(Ф) — часть электромагнитной энергии, ко­торая излучается источником в видимом диапазоне. Поскольку световой поток - это не только физическая, но и физиологи­ческая величина, так как характеризует зрительное восприятие, для него введена специальная единица измерения люмен (лм).


Сила света (/). Так как источник света может излучать свет по различным направлениям неравномерно, вводится понятие силы света как отношения величины светового потока, распро­страняющегося от источника света в некотором телесном угле W, измеряемом в стерадианах (ср), к величине этого телесного угла:


Единица силы света — кандела (кд) — это световой поток в люменах (лм), испускаемый точечным источником в телес­ном угле 1 ср (лм/ср). Телесный угол определяется отношением площади 5, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса К, к квадрату последнего:

Полный телесный утр пространства, окружающего точку, равен 4 Пи ср, телесный угол каждой из полусфер (верхней и нижней) равен 2 Пи ср.

Солнце и искусственные источники света — это первичные источники светового нотока, т. с. источники, в которых гене­рируется электромагнитная энергия. Однако существуют вто­ричные источники — это поверхности объектов, от которых свет отражается.

Коэффициентом отражения (r) называется доля светового по­тока Фпад, падающего на поверхность, которая отражается от нее.

Величина же светового потока, отраженного поверхностью предмета Фотр и распространяющегося в некотором телесном угле W, отнесенная к величине этого угла и площади S отра­жающей поверхности, называется яркостью (L) объекта. По су­ти это сила света, излучаемая поверхностью, отнесенная к площади этой поверхности

Яркость измеряется в кд/м2.

Зрительное восприятие в основном определяется яркостью L равномерно светящейся плоской поверхности площадью 1 м в перпендикулярном к ней направлении при силе света 1 кд. В общем случае яркость определяется по уравнению

где а — угол, под которым рассматривается поверхность.

Чем больше яркость объекта, тем больший световой поток от него поступает в глаз и тем сильнее сигнал, поступающий от глаза в зрительный центр. Таким образом, казалось бы, чем больше яркость, тем лучше человек видит объект. Однако это не совсем так. Если поверхность (фон), на которой располага­ется объект, имеет близкую к объекту по величине яркость, то интенсивность засветки участков сетчатки световым потоком, поступающим от фона и объекта, одинакова (или слабо разли­чается), величина поступающих в мозг сигналов одинакова, и объект на фоне становится неразличимым.

Чтобы объект был хорошо виден, яркости объекта и фона должны различаться. Разница между яркостями объекта L0 и фона Lф, отнесенная к яркости фона, называется контрастом

при малом контрасте объект слабо заметен на фойе (например, линия бледно-желтого цвета на белом листе). При К< 0,2 кон­траст считается малым, при К = 0,2..,0,5 контраст средней, а -при К> 0,5 — большим.

Величина яркости объекта тем больше, час больше коэффи­циент отражения и падающий на поверхность световой поток.

Световые свойства поверхностей характеризуются коэффи­циентами отражения r, пропускания τ и поглощения а, причем во всех случаях r + τ + а = 1. Указанные коэффициенты — это доля светового потока, которая соответственно отражается, пропускается или поглощается поверхностью.

Для характеристики интенсивности потока, па­дающего на поверхность от источника света, введена величина, получившая название освещенности.

Освещенность -это отношение падающего на поверхность светового потока Фпад к величине площади этой поверхносги S:

Измеряется освещённость в люксах (лк) —лк/м2. Осве­щенность поверхности не зависит от ее световых свойств.

Таким образом, чем больше освещенность и контраст, тем лучше виден объект, а следовательно, меньше нагрузка на зре­ние. Следует обратить внимание на то, что слишком большая яркость отрицательно воздействует на зрение. Как правило, большая яркость связана не со слишком большой освещенностью, а с очень большими коэффициентами отражения (напри­мер, зеркальным отражением). При большой яркости имеет ме­сто слишком интенсивная засветка сетчатки, и разлагающийся светочувствительный материал не успевает восстанавливаться (регенерироваться) - возникает явление ослепленности. Такое явление, например, возникает, если смотреть на раскаленную нить лампы накаливания, обладающей большой яркостью.

Поверхности, яркость которых в отраженном или пропущен­ном свете одинакова во всех направлениях, называются диффуз­ными. Для таких поверхностей имеют место соотношения:

Здесь I0 — сила света в направлении нормали к поверхно­сти; Ia—тоже, под углом а к нормали; а—угол между данным направлением и нормалью к поверхности.

Близки по свойствам к диффузным поверхностям и при­равниваются к последним в отраженном свете матовые поверх­ности бумаги, ткани, дерева, побеленные поверхности, штука­турка, в пропущенном свете — только молочные стекла.

Зависимость силы света Ia от меридионального утла а за­дается или в табличной форме или в виде кривой силы света, т. е. геометрического места-концов отрезков, изображающих в принятом масштабе значения силы света в различных на­правлениях (рис. 1).

Рис. 1. Типовые кривые силы света:

Г — глубокая; Д — косинусная; К — концентрированная; Л — полуширокая; М - равномерная; С — синусная; Ш — широкая

ИэЩяатеИи, у которых кривые силы света одинаковы для всех меридиональных углов, называются круглосимметричньми.

Для разного рода расчетов удобно пользоваться аналитиче­ским выражением зависимости /а =/(а). Так, светораспреде-ление диффузной плоской поверхности любой формы, а также плоского выходного отверстия светильников с диффузными отражателями описывается первой зависимостью из приведен­ных выше трех формул.


Светораепределение диффузного шара или математической точки

Светораепределение диффузного шара с несветящимся ос­нованием


светораспределение диффузного вертикального цилиндра с нёсветящимися основаниями


Светораспределейие многих реальных светильников может быть Приближенно выражено зависимостью



где п — эмпирически определяемый показатель, с увеличением которого возрастает степень концентрации светового потока в направлениях, примыкающих к вертикали.

При светораспределении по этой зависимости


В случаях, когда зависимость Ia = f(а) задана аналитиче­ски, световой поток Ф равен: для диффузной плоскости — ПиIo, для диффузного шара — 4ПиIo, для диффузного полушара -2ПиIo, для диффузного цилиндра — Пи2Io.

Одной из характеристик, характеризующей зрительную ра­боту, являйся фон — поверхность, на которой происходит раз­личение объекта, с которым работает человек. Фон характери­зуется способностью поверхности отражать падающий на нее свет. Отражательная способность определяется коэффициен­том отражения — r. В зависимости от цвета и фактуры поверх­ности значения коэффициента отражения г изменяются в ши­роких пределах — 0,02...0,95. Фон считается светлым при r > 0,4; средним при значениях г в диапазоне 0,2...0,4 и темным при r < 0,2.

Важной характеристикой, от которой зависит требуемая ос-вещенность на рабочем месте, является размер объекта разли­чения - минимальный размер наблюдаемого объекта (предме­та), отдельной его части или дефекта, которые необходимо раз­личать при выполнении работы. Например, при написании или чтении теста, чтобы видеть текст, необходимо различать тол­щину линии буквы — поэтому толщина линии и будет разме­ром объекта различения при написании или чтении текста. Раз­мер объекта различения определяет характеристику работы и ее разряд. Например, при размере объекта менее 0,15 мм разряд ра­боты наивысшей точности (I разряд), при размере 0,15...0,3 мм — разряд очень высокой точности (II разряд); 0,3...0,5 мм — разряд высокой точности (III разряд) и т. д. При размере более 5 мм — грубая работа.

Очевидно, чем мельше. размер объекта различения (выше разряд работы) и меньше контраст объекта различения с фоном, на котором выполняется работа, тем больше требуется ос­вещенность рабочего места, и наоборот.

Как устроен глаз и как видит человек

Глаз предстиляет собой сложную оптическую систему. Оп­тическая часть глаза состоит в основном из двояковыпуклой линзы — хрусталика, диафрагмированного отверстием в радуж­ной оболочке — зрачком (рис. 2). Хрусталик создает на свето­чувствительной поверхности'-сетчатки, устилающей глазное




Рис.2. Глаз как оптическая система: 1 — сетчатка, 2 — зрачок; 3 — хрусталик

дно, действительное, уменьшенное и обратное изображение фиксируемых глазом предметов.

Сетчатка имеет сложное строение и состоит из приемников света — палочек, колбочек и нервных клеток. Свет, проникший в глаз, воздействует на фотохимическое вещество элементов сетчатки и разлагает его. Достигнув определенной концентра­ции, продукты распада раздражают нервные окончания, зало­женные в палочках и колбочках. Возникшие при этом импуль­сы-по зрительному яерву поступают в нервные клетки зритель­ного центра головного мозга. В результате человек видит цвет, форму и величину предмета. Сетчатка глаза содержит 130 млн палочек И 7 млн колбочек. Колбочки отвечают за цветное зре­ние' палочки не различают цветов/Одновременно с расходова­нием фотохимического вещества происходит процесс его реге­нерации. Процесс регенерации 'фотохимического вещества происходит в палочках значительно медленнее, чем в колбоч­ках, различна также чувствительность тех и других к различным длинам волн излучения.

Палочки присоединены к волокнам зрительного нерва большими группами, т. е."подключеньг* к нему параллельно, колбочки присоединены к волокнам по отдельносьт или по нескольку штук.

При очень малых уровнях яркости разложение фотохими­ческого вещества происходит медленно, но так как палочки присоединены к волокнам зрительного нерва большими груп­пами, то на малые яркости реагируют именно они. Наоборот, при высоких яркостях колбочки работают хорошо, палочки же практически выключаются из работы, так как быстрый расход фотохимического вещества не компенсируется его медленной регенерацией.

Это является причиной существования дневного, ночного и сумеречного зрения. Дневное зрение - зрение нормального глаза, возникающее примерно при яркости более 10 кд/м , ко­торая имеет место при освещенности поверхности не менее 50 лк с коэффициентом отражения r = 0,6. Ночное зрение — при яркости не менее 0,01 кд/м , т. е. при освещенности той же поверхности не болеt 0,05 лк. В промежутке между указанными уровнями яркости, в котором происходит переход от одного ви­да зрения к другому, имеет место сумеречное зрение. .

Приспособление глаза к различению объекта осуществля­ется за счет трех процессов:

• аккомодации — изменения кривизны хрусталика глаза та­ким образом, чтобы изображение предмета оказалось в
плоскости сетчатки глаза (при изменении кривизны хрусталика происходит изменение величины фокусного расстояния — осуществляется "наводка на фокус");

  • конвергенции — поворота осей зрения обоих глаз так, чтобы они пересекались на рассматриваемом объекте;

  • адаптации — приспособления-глаза к данному уровню ос­вещения

Процесс адаптации — это изменение площади зрачки. При адаптации глаза, кроме изменения площади зрачка, происходят и другие процессы. Например, при увеличении яркости проис­ходит подавление палочек и уменьшение количества светочув­ствительного вещества в колбочках. При адаптации глаза к ма­лым яркостям происходят обратные явления. Для освещения процесс адаптации имеет особое значение, так как именно ему глаз обязан столь широкому диапазону работоспособности.

Хорошо известно, что при переходе из светлого помещения в темное способность различать детали возникает медленно, а при выходе из темного помещения в светлое первоначально возникает состояние ослепления.

При переходе от больших освещенностей к практической тем­ноте процесс адаптации происходит медленно и заканчивается за 1...1.5 ч. Обратный процесс идет быстрее и длится 10..15 мин. В обоих случаях речь идет о полной переадаптации зрения; при изменении яркости -не более чем в 5—10 раз переадаптация происходит практически мгновенно.

Необходимо помнить, что в процессе адаптации глаз работает с пониженной работоспособностью, поэтому необходимо иэбер гать условий, требующих частой и глубокой переадаптацня.

Проиллюстрировать процессы перестройки зрения можно на таких простейших опытах.

Процесс аккомодации. Посмотрите в течение 1...2 мин через окно на удаленный предмет (желательно небольшого размера — ветку, дерево, мачту, антенну и т. д.), затем быстро переведите взгляд на текст книги. Обратите внимание на то, что в первый момент текст книги плохо различим. При хорошем зрении про­цесс изменения кривизны хрусталика происходит достаточно быстро — изменяется фокусное расстояние, наблюдаемый объ­ект фокусируется на сетчатке. При ухудшении зрения этот процесс замедляется.

Процесс адаптации. Вовремя чтения книги выключите ис­кусственное освещение или уменьшите его так, чтобы значи­тельно уменьшилась освещенность поверхности страницы кни­ги. Обратите внимание на то, что в первый момент текст ста-новнтся плохо различимым и лишь спустя некоторое время Вы сможете его читать. От степени изменения освещенности зави­сит время, необходимое для адаптации зрения (изменения раз­меров зрачка), к новым условиям пониженной освещенности.

К работе зрительного аппарата применим известный пси­хофизический закон Вебера—Фехнера, в соответствии с кото­рым как равные воспринимаются приращения яркости, одина­ковые не по своему абсолютному значению, а по их отношению к исходному уровню яркости, т. е. уровень зрительного восприятия пропорционален не яркости, а логарифму отношения яркостей.

Работоспособность глаза характеризуется несколькими по­казателями. Деталь различима на фоне, если она отличается от него по яркости или по цветности. Важнейшее значение при этом имеет яркостный контраст К. Величина, обратная кон­трасту, называется контрастной чувствительностью (Vк = 1/К) и измеряется в единицах контрастной чувствительности. Наи­меньший различимый глазом контраст называется пороговым контрастом. Пороговый контраст равен 0,01...0,015, что соот­ветствует контрастной чувствительности 100...67 единиц.

Для того чтобы детали различались как отдельные, они должны быть разделены определенным промежутком, наи­меньший размер которого определяет разрешающую способ­ность глаза. Разрешающая способность выражается как отноше­ние размера наименьшего различаемого глазом объекта к рас­стоянию от него до глаза и измеряется в угловых или относи­тельных единицах. Величина, обратная разрешающей способ­ности глаза, называется остротой зрения. Нормальное зрение в благоприятных условиях имеет остроту около 3500 (разрешаю­щая способность около 1 угловой минуты). У некоторых лиц •острота зрения может быть значительно большей.

Процесс видения происходит быстро, но не мгновенно. Время различения имеет значение для скорости работы, а ино­гда, будучи лимитированным обстоятельством, играет решаю­щую роль при выполнении работы. При условиях, близких к пороговым в отношении размера детали, контраста и времени, различение становится недостоверным. Поэтому наряду с дру­гими параметрами рассматривается вероятность различения р. Поэтому следует говорить о существовании зависимости Vк.= f(a, L, t, p), где а — угол различения объекта; L — яркость; t — время различения; р — вероятность различения.

Для зрительного восприятия очень большое значение имеет яркость фона Lф. Работоспособность глаза повышается с рос­том Lф сначала быстро, потом замедленно, постепенно дости-гая предельного уровня. В зависимости от параметров освеще-ншмсдида работы стабилизация зависимости работоспособности от яркости достигается при значениях Lф = 10... 100 кд/м , что соответствует освещенности 50...5000 да. При чрезмерной яркости фона наступает состояние ослепленности, характери­зующееся пониженной работоспособностью глаза.

Характеристиками взаимосвязи условий освещения и рабо­тоспособности глаза является видимость V и относительная ви­димость V0.

Видимость определяется как имеющееся в данных условиях значение той яле иной характеристики глаза по сравнению с наименьшим ее уровнем, необходимым для выполнения дан­ной зрительной работы. Например, если работа требует разре­шающей способности глаза 500, а при имеющихся условиях ос­вещения она достигает 1500, то видимость равна 3. При види­мости, равной 1, состояние глаза находится на границе "вижу - не вижу". Основной характеристикой глаза в настоящее время признается контрастная чувствительность. Поэтому в данное время видимость принято определять по этой функции. При оценке видимости для реальных условий вводится коэффициент сверхпорогового контраста с, который принимается равным 1,8...2. Так как зависимость зрительного процесса от яркости носит логарифмический характер, Видимость определяют по логарифмической шкале. Поэтому, чтобы на границе "вижу - не вижу" значение видимости оставалось равным единице, в формулу для определения видимости вводится множитель 10:

где К— фактический контраст; Кпор — пороговый контраст для того же объекта различения.

Для каждого данного объекта различения может быть оп­ределено максимальное значение видимости Vmax, которое со­ответствует таким условиям освещения, при которых порого­вый контраст достигает минимального значения Кпор.min





Скачать документ

Похожие документы:

  1. Курс лекций для руководителей образовательных учреждений Том 1

    Курс лекций
    Охрана труда: курс лекций для руководителей образовательных учреждений / д.э.н., профессор А.Л. Сафонов, В.К.Свиридов, д.э.н., профессор Н.П. Пашин, д.
  2. «Учебник для вузов»

    Учебник
    В. Н. Машков, доктор психологических наук, профессор, заведующий кафедрой социальной антропологии и психологии Республиканского гуманитарного института (Санкт-Петербург);
  3. Цели и задачи программы: 4 Информационная справка о школе 6 > Организационно-педагогические условия, способствующие реализации образовательной программы. 7 Раздел III. Дошкольное образование 10 > Образовательные программа дошкольного образования дсп №3 10

    Программа
    Образовательная программа школы – документ, который разработанный школой в соответствии с государственными образовательными стандартами и определяющий:
  4. В своде правил рассмотрены вопросы, связанные с проектированием: искусственного освещения и сформулированы требования к выбору и расположению светильников, к системам и видам освещения

    Документ
    Свод правил по проектированию и строительствуСП 31-110-2003"Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий"(одобрен и рекомендован к применению постановлением Госстроя РФот 26 ноября 2003 г.
  5. Западно-Казахстанский государственный медицинский университет им. М

    Документ
    В пособии изложены основные сведения по медицине труда. Дается алгоритм и стандарт действий специалистов по организации и проведению комплекса мероприятий, касающихся улучшения условий труда и состояния здоровья человека труда.

Другие похожие документы..