ОСВЕЩЕНИЕ

Уровень О., обеспечивающий ощущение комфорта, зависит и от типа используемого источника света; напр., при люминесцентном О., характеризующемся большим содержанием коротковолновых лучей в спектре видимого света, комфортный уровень О. выше, чем при О. лампами накаливания (рис. 1).

О. помещений осуществляется с помощью естественного и искусственного света и подразделяется на естественное, искусственное и совмещенное освещение.

Естественное освещение обеспечивается природными источниками света — прямыми солнечными лучами и диффузным светом небосвода (от солнечных лучей, рассеянных атмосферой). О. прямыми лучами солнца (инсоляция) в силу своей непостоянности не учитывается при расчетах естественного О. и нормируется отдельно от него. Исходной величиной для характеристики естественного О. является освещенность от диффузного света небосвода.

Естественное О. как природный фактор является биологически наиболее ценным видом О. Его действие на человека определяется высокой интенсивностью светового потока и благоприятным спектральным составом, сочетающим равномерное распределение энергии в области видимого света, ультрафиолетового и инфракрасного видов излучений. Длительное пребывание человека в условиях недостаточного естественного О. приводит к развитию «светового» или «солнечного» голодания, проявляющегося в нарушении фосфорно-кальциевого обмена, в снижении устойчивости организма к воздействию инфекционных, токсических и иных неблагоприятных факторов среды, в повышении уровня заболеваемости, особенно у детей, способствует развитию близорукости (см.).

Естественное О. изменчиво, его интенсивность и спектральный состав зависят от времени суток и сезона года, от метеорол, условий (интенсивности и характера облачности* альбедо земной поверхности), географической широты места и степени загрязнения атмосферного воздуха. Облачность верхнего яруса атмосферы увеличивает освещенность почти вдвое, облачность нижнего яруса снижает освещенность на 25—38%, грозовая — на 87%. Альбедо Земли при свежевыпавшем снеге составляет 81 %, при лежалом снеге — 70%, при сухом асфальте — 20%, при мокром — 5%.

Загрязнение атмосферы в больших городах и промышленных центрах пылью, дымом и газами снижает естественную освещенность на 25— 40% ив значительной степени задерживает биологически активную коротковолновую часть солнечного излучения.

Оценка и нормирование естественного О. из-за его изменчивости производятся не в абсолютных величинах освещенности, а в относительных показателях коэффициента естественной освещенности — отношение естественной освещенности в рассматриваемой точке внутри помещения (Ев) к одновременному значению наружной (Ен) горизонтальной освещенности под открытым небом без прямого солнечного света. Коэффициент естественной освещенности (КЕО) выражается в долях единицы или в процентах:

КЕО =(Ев/Ен)•100.

На величину КЕО влияют размер и конфигурация помещения, величина и расположение светопроемов, отражающая способность внутренних поверхностей помещения и затеняющих его объектов. В зависимости от назначения помещения и расположения в нем светопроемов КЕО нормируется в пределах от 0,1 до 10%. Величина КЕО определяется путем одновременного измерения освещенности в заданной точке помещения и снаружи здания под открытым небом или рассчитывается светотехническим методом, учитывающим площадь участка небосвода, видимого из расчетной точки, задержку света остеклением и переплетами светопроемов, отражение света внутри помещения и от противостоящих зданий. Более простым, но менее точным является геометрический метод оценки естественного О., при к-ром определяется лишь отношение остекленной площади светопроемов к площади пола — световой коэффициент (СК). Примерные величины СК: для жилых комнат и административных помещений 1 : 8—1 : 10; для палат б-ц и санаториев 1 : 6—1 : 8; для школьных классов 1 : 4—1 : 6; для операционных и чертежных залов 1 : 2—1 : 3.

По расположению светопроемов естественное О. делится на боковое, верхнее и комбинированное, а также на одностороннее и двустороннее. Боковое естественное О. осуществляется через световые проемы в наружных стенах (окна), верхнее — через световые проемы в покрытии (так наз. фонари), комбинированное — через световые проемы в стенах и в покрытии. Одностороннее боковое О. применяется в помещениях, где допустима нек-рая неравномерность освещенности и полезна определенная направленность теней,— в конторах, школах и т. п. При одностороннем О. большое значение имеет ориентация светопроемов, к-рая влияет на освещенность и инсоляцию помещения. При ориентации на север исключается инсоляция, но сохраняется относительное постоянство освещения в светлые часы дня, что рационально для операционных, ателье художников, но нерационально для палат б-ц, жилых комнат, групповых комнат детских учреждений и т. п. Двустороннее боковое О. применяется в помещениях с большой глубиной заложения, где нет строгих требований к направленности света и постоянству освещенности (напр., в актовых залах). Верхнее О. двусторонними и «зенитными» фонарями создает равномерное О., благоприятные условия видения в горизонтальной и вертикальной плоскостях и широко применяется, как и комбинированное О., при строительстве промышленных объектов, спортивных сооружений, демонстрационных залов и т. п.

Нормы естественного О. помещений установлены раздельными для бокового и верхнего расположения светопроемов. При боковом О. нормируется минимальное значение КЕО (в точке рабочей поверхности, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от окон). В помещениях с верхним или комбинированным О. нормируется среднее значение КЕО на рабочей поверхности (не ближе 1 м от стен).

Светопроемы, помимо О. помещений естественным светом, обеспечивают зрительную связь с окружающим пространством, что является ценным психогигиеническим фактором, и доступ в помещение прямых солнечных лучей — инсоляцию. Инсоляция существенно повышает освещенность и ультрафиолетовую облученность помещения, оказывает оздоравливающее, бактерицидное и положительное психоэмоциональное воздействие. Действующие нормативы предусматривают 3-часовую непрерывную инсоляцию жилых зданий и территории жилой застройки населенных мест в дни равноденствия.

Для предупреждения излишней инсоляции в периоды, когда она приводит к перегреву помещений и оказывает слепящее действие, применяются солнцезащитные устройства стационарного или регулируемого типа — козырьки, горизонтальные и вертикальные экраны, специальное озеленение, прозрачные шторы и жалюзи. Сооружение зданий без естественного О. допускается лишь в случаях особых технол, требований, напр, при необходимости поддержания в помещении строго постоянной температуры и влажности или особого светового режима. Сооружение зданий с недостаточным естественным О. помещений для длительного пребывания людей с использованием совмещенного освещения допускается для тех производств, где необходимы такие объемно-планировочные характеристики помещений, при к-рых не могут быть обеспечены нормируемые уровни естественной освещенности (напр., при размещении крупногабаритного оборудования в многоэтажных промышленных зданиях большой ширины и т. п.). Недостаток естественного О. должен компенсироваться высоким качеством искусственного О., а при большом дефиците естественного света и профилактическим ультрафиолетовым облучением людей (в фотариях или от светооблу-чательных установок в производственных помещениях).

Искусственное освещение является необходимым условием продолжения активной деятельности человека в темное время суток. Оно осуществляется с помощью осветительных ламп — источников света с интенсивным излучением в видимой области спектра.

Наиболее распространены электрические лампы, генерирующие световое излучение за счет нагрева светящего элемента—лампы накаливания; или за счет свечения электрического разряда в газе самостоятельно или совместно с возбужденным им свечением люминофоров (см.) — дуговые, газоразрядные лампы. Электрические источники света благоприятны в гиг. отношении, ибо они достаточно эффективны, не поглощают кислород из воздуха и не загрязняют окружающую среду продуктами сгорания.

Лампы накаливания изготавливают различной мощности, напряжения и типов, они компактны, просты в использовании, надежны в эксплуатации, практически независимы от условий окружающей среды. Недостатком ламп накаливания являются: несовершенство спектра их светового потока, в к-ром преобладают желто-красные излучения; слепящая яркость нити накала; малые размеры светящих элементов, создающие большую неравномерность при использовании единичных ламп; ограниченный срок службы (не более 1000 час. горения).

Газоразрядные источники света (см.), к к-рым относятся и люминесцентные лампы, эффективнее ламп накаливания благодаря более высокой световой отдаче, большему сроку службы (до 5000 час. и более) и значительной площади светящей поверхности, повышающей равномерность О. Использование люминофоров позволяет получать различный спектр О., в т. ч. приближенно имитирующий естественный свет, что является основным, с гиг. позиций, принципиальным преимуществом этих источников света. Недостатком газоразрядных ламп являются: сложность схемы включения; недостаточная компактность; ненадежность работы при колебаниях температуры окружающей среды и напряжения в сети; линейчатость спектра, искажающая цвета; пульсация светового потока (изменение во времени светового потока при питании газоразрядных ламп переменным током), вызывающая стробоскопический эффект (кажущееся изменение или прекращение движения предмета при освещении его светом, периодически изменяющимся по интенсивности с определенной частотой); повышенное утомление.

Люминесцентные лампы делятся на 4 стандартных типа — дневного света (ЛД), холодного белого света (ЛХБ), белого света (ЛБ) и теплого белого света (ЛТБ) и 4 типа ламп класса «делюкс» с улучшенной цветопередачей — ЛДЦ (дневного света с улучшенной цветопередачей), Л E (естественного света), ЛХЕ (холодного естественного света) и ЛТБЦ (теплого белого света с улучшенной цветопередачей). Для специальных целей применяются осветительные люминесцентные лампы с ультрафиолетовой составляющей светового потока (ЛДЦУФ), а также эритемные люминесцентные лампы (ЛЭ) и бактерицидные лампы (ДБ), производящие длинноволновое и коротковолновое ультрафиолетовое излучение .

При выборе источника света учитываются требования к интенсивности О. и к цветопередаче, условия эксплуатации осветительных установок и характерные особенности ламп (пульсирующий световой поток, излучение в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра и др.). В осветительных установках общего назначения, к к-рым не предъявляются специальные требования по качеству цветопередачи (для освещения больших открытых пространств спортивных сооружений, аэродромов, строительных площадок, скоростных автомагистралей, тоннелей, высокопролетных цехов, архитектурных объектов), могут применяться лампы, высокоэффективные по световой отдаче независимо от качества цветопередачи, наир, натриевые лампы высокого и низкого давления, дуговые ртутно-кварцевые лампы высокого давления, металлогалоидные лампы, а также мощные ксеноновые лампы, имеющие непрерывный спектр излучения, приближающийся к солнечному. В общественных, административных, учебных и подобных им зданиях, в цехах с тонкой зрительной работой из газоразрядных ламп применяются, как правило, люминесцентные, к-рые не дают существенного искажения цвета и большой пульсации освещенности, не имеют интенсивного излучения в ультрафиолетовой области спектра.

Лампы накаливания остаются ведущим источником света для жилых помещений, местного и аварийного О. Допустимо применение в одном помещении ламп разных типов — для общего и местного О., рабочего и аварийного О. и в системе общего О. с целью улучшения цветопередачи.

Для перераспределения светового потока ламп и защиты зрения от их слепящего действия лампы используют в светильниках. По типу свето-распределения светильники делятся на 5 классов: прямого света, направляющие 90—100% света лампы на освещаемую поверхность; преимущественно прямого; рассеянного; преимущественно отраженного и отраженного света (последние более 90% света направляют вверх). По конструкции различают светильники концентрированного и широкого света, разной степени защиты от пыли и влаги, разной устойчивости к химически активным веществам и физическим воздействиям. По способу установки светильники делятся на потолочные, подвесные, настенные, напольные; на стационарные и переносные. Потолочные светильники бывают одиночными и стыкуемыми в линию. Для создания особо равномерного освещения помещения используют так наз. светящие потолки, в к-рых лампы равномерно располагают по площади потолка и прикрывают снизу общим рассеивателем.

Защиту зрения от слепящего действия ламп обеспечивают высота подвеса светильника и его защитный угол — угол между горизонталью, проходящей через ближайший к глазу край светящего элемента лампы, и прямой линией, соединяющей крайнюю точку светящего элемента с противоположным ей краем экранирующей арматуры — рассеивателя, отражателя или экранирующей решетки (рис. 2). Защитный угол светильников для местного О. должен быть не менее 30°.

Особую группу осветительных приборов составляют прожекторы, в к-рых с помощью оптической системы линз и зеркал свет лампы для особо интенсивного освещения объекта концентрируется узким лучом практически без рассеивания. Прожекторы широко используют для О. открытых пространств, спортивных сооружений, карьеров, территорий предприятий, ж.-д. станций и других подобных объектов, а также для архитектурного и театрального освещения.

В прожекторах применяются все типы ламп, кроме люминесцентных.

Перспективным приемом О. является применение световодов — полых отражающих конструкций с системой линз или зеркал, передающих свет от естественного или искусственного источника на значительное расстояние. Использование световодов особо целесообразно во взрыво-и пожароопасных помещениях, в барокамерах и т. п.

По системам расположения светильников искусственное О. помещений подразделяется на общее равномерное, общее локализованное (над рабочими местами) и комбинированное, состоящее из общего О. помещения и местного О. рабочих мест. Устройство в помещениях одного местного О. запрещено, т. к. большая разница в яркости рабочего места и окружающего пространства приводит к повышенному утомлению из-за частой переадаптации зрения и недостаточности освещенности периферических зон сетчатки. Освещенность от общего О. в системе комбинированного должна составлять не менее 10% суммарной освещенности на рабочем месте.

По видам искусственное О. подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное. Аварийное О. устраивается там, где отключение рабочего О. может вызвать взрыв, пожар, отравление людей, нарушение основного технол, процесса (нарушение работы центров связи, электро- и водоснабжения, нарушение обслуживания больных в операционных блоках, родильных отделениях, кабинетах неотложной помощи, реанимационных, в приемных пунктах леч. учреждений, а также в детских учреждениях). Эвакуационное освещение устраивается на путях выхода людей из помещений и зданий и в местах опасных проходов, на путях эвакуации при внезапном отключении рабочего О.

Охранное О. обеспечивает возможность наблюдения за порядком на производственных объектах в нерабочие часы.

Совмещенное освещение (одновременно естественное и искусственное О. всего помещения или части помещения с коэффициентом естественного освещения меньше нормируемого) используется в помещениях с недостаточным естественным О. В промышленных зданиях при совмещенном О. допускается уменьшение КЕО до уровня 60—30% от нормы: в общественных зданиях, как правило, не ниже 60%, в торговых залах магазинов, буфетах и на раздаточных предприятиях общественного питания до 30%. При совмещенном О. общее искусственное О. помещений должно осуществляться газоразрядными источниками света, максимально близкими по спектру излучения к естественному свету. В зоне помещения с КЕО ниже нормы должна создаваться повышенная искусственная освещенность. Зоны с КЕО ниже указанных минимальных значений приравнены к помещениям без естественного света.

В помещениях без естественного света, помимо повышения уровня освещенности, предусмотрено увеличение доли общего О. в системе комбинированного и применение газоразрядных ламп с оптимальным спектром излучения. Рекомендуется создавать динамичные условия О., имитируя изменчивость естественного света, устранять пульсацию освещенности и обогащать световой поток осветительных установок ультрафиолетовым излучением для профилактики светового «голодания».

Оценка искусственного О. производится путем измерения освещенности и яркости, а также расчетным путем — по мощности осветительной установки (в ваттах на квадратный метр) с учетом типа светильников, высоты их установки и коэффициентов отражения поверхностей потолка, стен и пола), по коэффициенту использования осветительной установки в помещениях разной конфигурации или точечным методом — наиболее сложным, но позволяющим получить наиболее верный результат.Для удобства расчетов в светотехнических справочниках приведены соответствующие таблицы и номограммы для светильников различных типов с лампами накаливания и с люминесцентными лампами.

По наиболее распространенному и достаточно точному методу коэффициента использования осветительной установки освещенность определяется по формуле:

Е =(Ф*N*η)/(K*S*Z)

где E — уровень горизонтальной освещенности от общего равномерного освещения; Ф — световой поток ламп в каждом светильнике; N — число светильников; η — коэффициент использования светильника; К — коэффициент запаса; S — площадь освещаемого помещения; Z — отношение средней освещенности к минимальной, зависящее от отношения расстояния между светильниками к высоте их подвеса. Коэффициент использования светильника находится по соответствующей таблице с учетом типа светильника, конфигурации помещения и коэффициентов отражения поверхностей потолка, стен и пола. Побеленный потолок, побеленные стены с окнами, закрытыми белыми шторами, обладают коэффициентом отражения, равным примерно 70% ; побеленные стены при незанавешенных окнах, побеленный потолок в сырых помещениях, чистый бетонный и светлый деревянный потолок — 50%; бетонный потолок в грязных помещениях, деревянный потолок, бетонные стены с окнами, стены, оклеенные светлыми обоями, светлый пол — 30%; стены и потолки в помещениях с большим количеством темной пыли, сплошное остекление без штор, красный кирпич не оштукатуренный, стены с темными обоями, темный пол — 10%.

Нормы освещения

Нормируемые уровни КЕО и уровни освещенности при люминесцентном О. установлены с учетом характера зрительной работы — размеров объекта различения, его контраста с фоном, характеристики фона и системы О. на основе расчетного запаса видимости объекта различения для молодых людей с нормальным зрением. При ограниченном времени различения деталей, необходимости различения движущихся и удаленных объектов, при повышенных сан. требованиях к производству и в помещениях для работы и производственного обучения подростков нормируемые уровни освещенности повышаются; при использовании ламп накаливания и в помещениях с кратковременным пребыванием людей — понижаются. Помимо количествеццой характеристики О., нормы регламентируют основные качественные показатели О.- равномерность (отношение максимальной освещенности к средней или минимальной), ограничение слепящей яркости и пульсации светового потока, постоянство О. в процессе эксплуатации (коэффициент запаса, к-рый представляет собой величину, обратную снижению освещенности в процессе эксплуатации осветительной установки за счет уменьшения световой отдачи ламп, загрязнения ламп, светильников, снижения отражающих свойств поверхностей помещения, и выражается в относительных величинах).

Нормы О. общественных зданий установлены с учетом назначения помещения, сложности и длительности зрительной работы, применяемых источников света. Наиболее высокие уровни КЕО и общего О. нормируются для проектных и конструкторских бюро (КЕО 2,5%, освещенность 500 лк), административных и учебных помещений (КЕО 1,0%, освещенность 300— 400 лк), научно-исследовательских и аналитических лабораторий (КЕО 1,5%, освещенность 400—500 лк). Освещенность от комбинированного О. в общественных зданиях не нормируется, кроме освещенности на классной доске в школе (500 лк). В помещениях, где требуется дополнительное местное О., нормами предусматривается установка штепсельных розеток для подключения настольных и других местных светильников. В тех общественных помещениях, где необходимо создать ощущение насыщенности светом,— в залах заседаний, в читальных залах, в помещениях зрелищных предприятий и др., нормируется не только горизонтальная, но и пространственная («цилиндрическая») освещенность в вертикальной плоскости на высоте 1,5 м от пола (от 75 до 150 лк). В общественных зданиях строго ограничивается показатель дискомфорта (характеристика качества О., определяющая степень зрительного дискомфорта, вызванного резкой разницей яркости одновременно видимых поверхностей и зависящая от яркости этих поверхностей, их угловых размеров и положения в поле зрения) и коэффициент пульсации освещенности, к-рый определяется по формуле

Кп = (Емакс - Емин)*100/2Еср

где Емакс, Емин, Еср— соответствен-но максимальное, минимальное и среднее значения освещенности (E) за период ее колебания, в лк.

На основе общих государственных норм О. разрабатываются отраслевые нормы, учитывающие специфику конкретных отраслей производства и типов общественных зданий. Нормы О. производственных помещений, установленные СНиП II-4—79, представлены в таблице.

В нормах О. леч.-проф, учреждений предусмотрены требования к освещению всех функц, помещений, причем нормируются разные уровни освещенности в кабинетах врачей разных специальностей в соответствии с разной сложностью диагностического осмотра больных (напр., терапевтом и дерматологом или аллергологом). Для кабинетов врачей в учреждениях поликлинического типа нормируются более высокие, чем в больницах, уровни О. (соответственно 500 и 300 лк при люминесцентном освещении и 200 и 150 лк при О. лампами накаливания), что связано с большим потоком больных, ограниченным временем осмотра и большим объемом работы поликлинических учреждений в часы с недостаточным естественным О. Высокие уровни освещенности (400—500 лк) нормируются в операционных, реанимационных помещениях, родильных, в лабораториях и аптеках. Для большинства помещений леч.-проф. учреждений рекомендуется применение люминесцентного О. при условии использования только тех типов ламп, к-рые обеспечивают достаточное для диагностической работы качество цветопередачи (лампы ЛХЕ и им подобные).

Нормы О. для жилых домов регламентируют минимальный КЕО жилых комнат и кухонь (не менее 0,5%) и средний уровень искусственной освещенности для жилых и вспомогательных помещений квартиры (50— 30 лк при лампах накаливания, 100— 75 лк при люминесцентных лампах), а также для лестниц, лифтов и других помещений жилого дома (30— 10 лк). В жилой комнате дополнительно к общему О. рекохмендуется устраивать дополнительное (местное) О. отдельных функц, зон — для продолжительных занятий (письменный стол, место для шитья и т. п.), для периодического кратковременного чтения, для приема пищи и отдыха.

Нормы наружного О. населенных мест регламентируют уровень освещенности и яркости дорожных покрытий, равномерность О. и допустимый уровень показателя ослеп-ленности — величины, характеризующей слепящее действие осветительной установки. Значение показателя ослепленности в относительных единицах определяется по формуле:

P = (S -1)*1000,

где S = (V1/V2) (S — коэффициент ослепленности; V1 —видимость объекта наблюдения при экранировании блеских источников света; V2 — видимость при наличии блеских источников в поле зрения). Требования установлены в зависимости от категории улиц, интенсивности движения транспорта. Освещенность тротуаров должна составлять не менее половины освещенности проезжей части улицы. Большое внимание уделено О. общественных и торговых центров, транспортных тоннелей, территории жилых микрорайонов, парков и других мест отдыха. Утилитарное О. городов должно сочетаться с архитектурным и рекламным О., что создает вечерний облик города и предупреждает ослепленность от чрезмерной разницы яркостей.

Рациональное О., способствуя безопасности труда, передвижения и охране зрения людей, должно быть безопасным в эксплуатации. Это обеспечивается соблюдением соответствующих требований технических условий на выпуск светильников и ламп, предназначенных для помещений разного назначения, с разными условиями среды, а также правилами эксплуатации осветительных установок. При замене вышедших из строя газоразрядных ламп, содержащих ртуть, должны приниматься меры по предупреждению загрязнения парами ртути воздуха закрытых помещений.

Таблица. НОРМЫ ОСВЕЩЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ (В СООТВЕТСТВИИ СО СНиП II-4—79)

Библиография: Галанин Н. Ф. Лучистая энергия и ее гигиеническое значение, Л., 1969; Гусев H. М. Естественное освещение зданий, М., 1961; Кнорринг Г. М. и др. Справочная книга для проектирования электрического освещения, Л., 1976; Международный светотехнический словарь, М., 1979; Мешков В. В. и Епанешников М.М. Осветительные установки, М., 1972; Парфенов А.П. Солнечное голодание человека, Л., 1963; Рохлин Г. Н. Газоразрядные источники света, М.— Л., 1966; Руководство по коммунальной гигиене, под ред. Ф. Г. Кроткова, т. 3, с. 123, М., 1963; Черниловская Ф. М. Освещение промышленных предприятий и его гигиеническое значение, Д., 1971, библиогр.; Шефтель Е. Б. Освещение лечебных учреждений, М., 1977.

3. А. Скобарева; Н. И. Зоз (табл.).