Людина та її середовище існування

Яскравість (В) – це рівень світлового відчуття, величина, яку безпосередньо сприймає людське око. Виміряється яскравість у кд/м2 або нитах (нт) (від лат. niteo – блискати). Один нит дорівнює силі світла в одну канделу з площі в 1 м2 у напрямку, перпендикулярному площині, що опромінюється. Так, яскравість свічки й блакитного неба дорівнює приблизно 1 кд/м2. Яскравість сонця опівдні становить 150 000 кд/м2. За яскравості більше як 0, 75 кд/м2 зіниця ока звужується.

Яскравість освітлюваного об’єкта пов’язана з його освітленістю, що виражається залежністю: B = КвідЕ / 3, 14, де Квід – коефіцієнт відображення поверхні. Наприклад, для стін Квід = 0, 6, для стелі Квід = 0, 7.

Основними фізіологічними функціями ока є контрастна чутливість, зорова адаптація, гострота зору, швидкість розрізнення й стійкість яскравого бачення предмета.

Контрастна чутливість свідчить, у скільки разів яскравість тла (Втла) вища за граничну яскравість (Вгр) об’єкта й тла: К= Втла /Вгр. Гранична різниця яскравості Вгр – це найменша помітна для ока відмінність яскравості об’єкта й тла.

Гострота зору – це здатність зорового аналізатора розрізняти дрібні деталі предметів. Нормальною гостротою зору вважають таку, за якої людина може розрізняти об’єкт з кутовими розмірами 1 (це відповідає умовам розпізнання чорного об’єкта розміром 1, 45 мм на білому тлі з відстані 5 м за освітленості не менш як 80 лк). За меншого кута зору дві точки об’єкта зображуються на одному чуттєвому елементі сітківки ока й не розрізняються, тому кут зору в 1 називається фізіологічним граничним кутом.

Максимальна гострота зору спостерігається за яскравості 500 кд/м2 і більше. Зниження яскравості призводить до зменшення зорової працездатності. Оптимальною яскравістю є яскравість у діапазоні 50-1500 кд/м2.

Наближаючи предмет до ока, ми збільшуємо кут зору й одночасно розміри зображення на сітківці. Це дає змогу спостерігати дрібніші деталі. Однак за максимально можливого наближення сильно напружуються м’язи, що призводить до зміни форми кришталика. Око втомлюється. Напруженість м’язів за постійної роботи з дрібними об’єктами (дрібним шрифтом, мікросхемами тощо) викликає спазм акомодації й так звану удавану короткозорість. Після припинення роботи здатність кришталика змінювати свою кривизну відновлюється.

Постійна робота за низького освітлення призводить до розвитку короткозорості (міопії), зменшення гостроти зору.

Чітке зображення предмета досягається тоді, коли промені світла від предмета після їх переломлення в середовищах ока збираються у фокус ока на сітківці. За короткозорості фокус лежить перед сітківкою, на яку потрапляють розбіжні промені, при цьому зображення виходить розпливчастим.

У разі далекозорості промені предмета сходяться за сітківкою й на ній також виходить нечітке, розпливчасте зображення. Далекозорість виникає майже в усіх людей, вік яких становить 40-45 і більше років через ослаблення м’язового апарата ока.

Око людини має здатність пристосовуватися до зміни освітленості в межах від 10-6 лк у темряві до 105 лк за сонячного світла. Процес пристосування до певного рівня яскравості називається адаптацією. У разі підвищення яскравості спостерігається адаптація до світла, а у разі її зниження – до темряви.

Швидкість розрізнення – здатність ока розрізняти деталі предметів за мінімальний час спостереження.

Стійкість чіткого бачення – це здатність зорового аналізатора чітко розрізняти об’єкт упродовж заданого часу. Що довше триває чітке бачення, то вища продуктивність зорового аналізатора.

Сприятливі умови роботи зорового аналізатора забезпечуються як рівнем освітлення, так і його якістю. Якість освітлення – це відсутність блиску або тіней, стробоскопічного ефекту (відчуття подвоєння предметів), рівномірний розподіл яскравості на робочій поверхні.

Найкращі умови для роботи зорового аналізатора дає природне, потім штучне, що наближається до спектра природного світла, й змішане освітлення. Добираючи відповідне штучне джерело світла, можна створити оптимальні умови роботи.

Природна освітленість залежить від багатьох чинників: географічної широти місцевості, розташування будинку й приміщення, розміру вікон, кольору стін тощо.

Проектовану (прогнозовану) освітленість приміщення можна оцінити, визначивши світлотехнічний показник – КПО (коефіцієнт природної освітленості) й геометричний показник СК (світловий коефіцієнт). Відповідно до нормативних вимог, природна освітленість залежить від точності зорової роботи, яка виконується, й призначення приміщення.

КПО визначають як відношення абсолютної освітленості в люксах, обмірюваної на робочому місці (ε) до зовнішньої освітленості в горизонтальній площині, захищеній від прямих сонячних промінів (Е), виражене у відсотках:

КПО = (ε/Е) •100%.

Нескладним, але досить точним методом оцінювання природного освітлення є геометричний, за якого визначають відношення заскленої площі вікон до площі підлоги (СК). Так, світловий коефіцієнт для навчальних та адміністративних приміщень має становити 1/6-1/8.

Проектоване штучне освітлення оцінюються за багатьма показниками, що характеризують тип і кількість освітлювальних ламп, їх розміщення й висоту, на якій вони висять, види арматури. Найчастіше можуть бути використані загальна й комбінована системи освітлення: тобто місцева в сполученні з загальною. За загальної системи світильники розташовують у горизонтальній площині стелі чи зосереджують локально. Умови освітленості залежать від співвідношення відстані між світильниками в горизонтальній площині й висотою їх підвішування. На оптимум цього співвідношення впливає тип світильників.

Як джерела штучного освітлення використовують лампи розжарювання й люмінесцентні. Лампи розжарювання дають суцільний спектр випромінювання, близький до природного, однак вони неекономічні – на світлове випромінювання йде лише 5-18% споживаної енергії. Газорозрядні, люмінесцентні лампи економічніші, але почасти не забезпечують правильної передачі кольору, особливо синтетичних матеріалів. На практиці використовують такі типи люмінесцентних ламп: ЛД – лампи денного світла, які мають блакитний відтінок світіння; ПХБ – лампи холодного білого кольору з жовтуватим відтінком світіння та ЛТБ – лампи білого кольору з рожевим відтінком світіння.

Під час вибору ламп потрібно враховувати таке: що вище рівень освітленості, то приємніше холодне світло ламп ЛД; за малих рівнів освітленості використовуються Лампи ЛТБ; за одночасного використання ламп розжарювання й люмінесцентних краще застосовувати лампи ЛТБ; колір освітлюваних поверхонь має поєднуватися з кольором застосовуваних ламп. Наприклад, блакитнувате світіння ламп ЛД добре поєднується з блакитним і салатовим кольором парт, столів; світло ламп ЛД і ЛТБ – з ясно-коричневим кольором меблів.

Користуючись штучним освітленням, необхідно виключити можливість прямого й відбитого блиску, джерела, що дають світла, досягається відповідною арматурою світильників. Найкращими вважаються світильники розсіяного світла.

Конструкція світильника має надійно захищати джерело світла від пилу, вологи, забезпечувати електро- вибухо- та пожежобезпеку.

Оцінювання освітленості в житлових приміщеннях і на робочих місцях здійснюють прямим і непрямим методами. Прямий метод полягає у визначенні освітленості за допомогою люксметра. Люксметр – це мікроамперметр, підключений до фотоелемента (зазвичай селенового) й градуйований в одиницях освітленості.

Непрямий метод оцінювання освітлення полягає у визначенні КПО та СК. Після цього отримані показники порівнюють зі стандартами.

Питання для контролю

1. Основи терморегуляції організму людини.

2. Способи забезпечення мікроклімату у приміщеннях.

3. Вимоги до освітлення робочих місць.

4. Величини, що характеризують освітлення.

5. Штучне освітлення.

6. Джерела штучного освітлення.

7. Що потрібно враховувати під час вибору джерел штучного освітлення?