Основные светотехнические величины, характеризующие производственное освещение

Посредством зрения люди воспринимают до 90 % необходимой для работы информации. Свет необходим для нормальной жизнедеятельности человека, сохранения его здоровья и поддержания высокой работоспособности. Рациональное освещение — одно из основных средств профилактики травматизма. Проведенные в США в 60-х годах XX в. исследования показали, что из-за недостаточной освещенности происходило около 20 % всех несчастных случаев, повлекших за собой экономические потери в размере = 2 млрд долларов в год.

Состояние функции зрения определяется следующими свойствами глаза: остротой зрения — способностью глаза различать мелкие предметы; скоростью зрительного восприятия — временем, в течение которого глаз успевает рассмотреть предметы; временем ясного устойчивого видения, характеризующимся периодом, за который рассматриваемый предмет не утрачивает четкости контуров; контрастной чувствительностью — способностью глаза различать яркости различной интенсивности; зрительной адаптацией — приспособлением глаза к изменяющимся условиям освещенности; аккомодацией — способностью глаза видеть предметы, находящиеся на различном расстоянии от него.

Производственное освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным относятся световой поток Ф, сила света I, освещенность Е, яркость поверхности Я и коэффициент отражения ρ. Качественные показатели характеризуют условия зрительной работы. Это такие понятия, как фон, величина контраста объекта с фоном К, видимость V, показатель ослепленности Р и др.

Световой поток Ф— это лучистая энергия, вызывающая световое ощущение. Единица измерения — люмен [лм]. Люмен представляет собой световой поток от эталонного точечного источника в 1 международную свечу, помещенного в вершине телесного угла в 1 стерадиан [ср].

Световой поток принято оценивать в пространстве и на поверхности. В первом случае характеристикой служит сила света I — пространственная плотность светового потока: I= dФ/dw (здесь dw — телесный угол, в пределах которого распространяется световой поток, ср); во втором — освещенность Е= dФ/dS (здесь dS— площадь поверхности, на которую падает световой поток, м²). Единица измерения силы света — кандела [кд] (лат. candela — свеча): 1 кд = 1 лм/ср. Единица измерения освещенности — люкс [лк]: 1 лк = 1 лм/м².

Яркость Я— это часть пространственной плотности светового потока, исходящая от светящейся или освещаемой поверхности в сторону глаза. Она зависит от силы света, угла падения светового потока на плоскость, цвета предмета и др. Чрезмерная яркость называется блесткостью. Единица измерения яркости — нит: 1 Нт = 1 кд/м².

Коэффициент отражения р характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток: ρ = Ф_oтр/Ф_под. Поверхность, на которой рассматривают объект, называют фоном. При ρ > 0,4 фон считают светлым, при 0,2 ≤ ρ ≤ 0,4 — средним, при ρ < 0,2 — темным.

Контраст объекта с фоном характеризуется отношением яркостей рассматриваемого объекта и фона: К = (Я_ф — Я_o)/Я_ф (здесь Я_ф и Я_o — соответственно яркость фона и объекта). При К> 0,5 контраст объекта с фоном считают большим, при 0,2...0,5 — средним и при К< 0,2 — малым.

Видимость — это способность глаза воспринимать объект в зависимости от его освещенности, размера, яркости, контраста объекта с фоном и длительности экспозиции: V— К/К_пор (здесь К— контраст объекта с фоном; K_пор — пороговый контраст, т.е. наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым).

Показатель ослепленности:

Р = 1000 (k_о-1)

где k_o = V₁/V₂ — коэффициент ослепленности; V₁, V₂ — видимость объекта наблюдения соответственно при экранировании и при наличии блестких источников в поле зрения.

Коэффициент пульсации освещенности kn (%) служит критерием оценки колебаний освещенности при изменении во времени светового потока ламп:

k_п =

где Е_mах, E_min, E_cp — соответственно максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период ее колебания, лк.

Наибольшие изменения освещенности наблюдаются при использовании газоразрядных ламп. В этом случае в зависимости от марки ламп, особенностей подключения светильников к электрической сети и типа пускорегулирующей аппаратуры k_n изменяется от 5 до 65 %. У ламп накаливания вследствие особенностей их конструкции наилучшие значения k_n = 1...7 %.

Чувствительность глаза неодинакова к различным цветам. Наибольшая восприимчивость наблюдается по отношению к желтому и желто-зеленому цветам, наименьшая — к красному и фиолетовому.