Освещение жилищ

Глаз воспринимает как свет очень небольшую часть спектра лучистой энергии в интервале между волнами длиной от 390 до 760 нм.

Мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению, называется световым потоком (F).

За единицу светового потока принимается люмен (лм). Люмен - это световой поток, получаемый с площади 0,5305 мм расплавленной платины в момент ее затвердения.

Пространственная плотность светового потока в данном направлении называется силой света (I). Сила света численно равна отношению светового потока к величине телесного угла (W), в котором он распространяется

I=F/W

За единицу силы света принята новая свеча (св)^*, которая равна силе света точечного источника, дающего внутри телесного угла в 1 стерадиан световой поток в 1 лм (рис. 63) (стерадиан - телесный угол, вписанный в шар с диаметром в 1 м и опирающийся на сферическую поверхность в 1 м²). Световой поток, падая на предметы и отражаясь от них в глаз, создает освещенность (Е), т. е. видимость этих предметов. За единицу освещенности принят люкс (лк), который равен освещенности поверхности в 1 м², на которую падает и на которой равномерно распределяется световой поток в 1 лм.

^* (Новая свеча отличается от ранее применившейся Международной свечи: 1 Международная свеча = 1,005 новой свечи.)

Отношение силы света, излучаемого в направлении к глазу, к величине светящейся поверхности, характеризует яркость.

Единица яркости называется нит (нт). Эта величина определяется как отношение силы света в одну свечу к площади в 1 м².

Рациональное освещение устанавливается в соответствии с основными зрительными функциями человека. Оно должно быть достаточным, равномерным, не должно ослеплять глаз, создавать блескости, по спектральному составу должно приближаться к солнечному свету. При выполнении этих требований создаются наиболее благоприятные условия для зрительных функций. Работа не сопровождается ранним зрительным и общим утомлением.

За минимально допустимую величину освещенности принята та, ниже которой нарушаются зрительные функции.

Основными физиологическими функциями глаз являются острота зрения, быстрота различения, устойчивость ясного видения, контрастная чувствительность.

Остротой зрения называется способность глаза различать мелкие детали. Она характеризуется тем наименьшим промежутком, при котором две рассматриваемые детали различаются как раздельные. Установлено, что острота зрения резко возрастает с увеличением освещенности от 0 до 150 лк. При дальнейшем увеличении уровня освещенности острота зрения увеличивается незначительно.

Быстрота зрительного различения характеризуется наименьшим временем, которое необходимо для возникновения зрительного впечатления о предмете после действия света на сетчатку глаза. Эта функция глаза беспрерывно возрастает с увеличением освещенности вплоть до 1200 лк.

Известно, что если всматриваться в какой-нибудь предмет малых размеров, то в течение некоторого времени он виден ясно, потом расплывается, а затем снова становится ясно видимым.

Чем больше время ясного видения, тем больше так называемая устойчивость ясного видения, которая характеризуется временем ясного видения предмета, отнесенным ко времени исследования. Эта функция глаза, как и предыдущие, возрастает с увеличением освещенности.

Наконец, контрастной чувствительностью называется способность глаза к восприятию разницы двух смежных яркостей. Контрастная чувствительность глаза возрастает с увеличением освещенности в ряде случаев до 2500 лк.

О гигиеническом значении естественного света сказано выше. Активная деятельность человека, однако, не может ограничиваться только периодом дня, когда имеется естественное освещение. Современное состояние науки позволяет приблизить искусственное освещение по его биологически положительным качествам к естественному с помощью внедрения новых источников освещения - люминесцентных ламп.

"Свет фактически удлиняет сознательное существование человека, и в этом прежде всего его великое значение", - писал акад. С. И. Вавилов.

С целью гигиенического нормирования освещенности проводились исследования основных функций глаза при разных освещенностях. К. М. Данциг, например, с успехом применил исследования устойчивости ясного видения для нормирования освещенности жилых зданий.

Естественное освещение

Все жилые помещения должны иметь естественное освещение. Интенсивность естественного освещения в жилых и общественных зданиях зависит от ряда факторов: от светового климата, характеризующего наружную освещенность данной местности по часам дня и месяцам года, высоты стояния солнца над горизонтом, состояния погоды, ориентации здания по странам света, конструкции светопроемов зданий, глубины комнат, внутренней отделки жилищ и т. д.

Большие потери света могут иметь место при прохождении светового потока через окна. Расстояние от верхнего края окна до потолка должно быть 0,15-0,30 м. Наибольший размер межоконных простенков должен быть не больше двойной ширины оконных проемов. Из-за задержки света металлическими или деревянными переплетами потеря света может составлять от 5-10 до 35%. Известный процент (8-14) света поглощают оконные стекла, причем в основном ультрафиолетовые лучи. При загрязнении стекол потеря световых лучей доходит до 50%.

Существует ряд методов гигиенической характеристики естественного освещения. К ним относится установление соотношения между площадью остекления и площадью пола помещения - так называемого светового коэффициента. Для жилых помещений световой коэффициент должен быть не ниже 1:8, для мест общего пользования - 1:12-1:15. Однако этот метод страдает рядом существенных недостатков, хотя очень удобен и прост. При оценке по методу светового коэффициента не учитываются форма и расположение окон, высота и расположение противоположного дома, отдаленность освещаемой поверхности от окна, степень прозрачности стекол и другие факторы, часто оказывающие решающее влияние на степень освещенности помещения.

Более объективным является принятый в 1931 г. на 1-й Всесоюзной конференции по естественному освещению светотехнический метод, по которому для оценки освещенности используется коэффициент естественной освещенности (КЕО).

КЕО - выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке помещения (Е) к одновременной освещенности наружной точки, находящейся на горизонтальной плоскости, освещенной рассеянным светом всего небосвода (E_н):

КЕО=E/E_н•100.

В жилых помещениях и общежитиях минимальное значение КЕО принято 0,5%, в местах общего пользования - 0,3%.

Искусственное освещение

В настоящее время электрическое освещение является наиболее рациональным, широко распространенным способом искусственного освещения.

К искусственному освещению предъявляются следующие гигиенические требования: освещенность не ниже установленных норм, устранение слепящего действия источников освещения, равномерность освещения, его постоянство во времени, ограничение резких теней и приближение спектра источников света к спектру дневного света.

В соответствии с гигиеническими соображениями и энергетическими возможностями в действующих нормах искусственного освещения приняты минимальные величины освещенности (жилые комнаты в общежитии - 50 лк, умывальня, уборная - 10 лк и т. д.). По мере возможности следует добиваться более высоких, оптимальных величин освещенности (для жилых помещений - до 200 лк).

Устранение слепящего действия источников света достигается соответствующим светильником и высотой его подвеса. Допустимая яркость видимых поверхностей светильников общего освещения при этом должна быть не выше 500 нит, местного освещения - 2000 нит.

Светильник состоит из осветительной арматуры и источника света - лампы.

Различают светильники прямого света, у которых до 90% светового потока поступает вниз, на горизонтальную поверхность, светильники отраженного света, у которых 90% светового потока направлено вверх, на потолок, а оттуда путем отражения - по помещению; светильники равномерно рассеянного света, у которых световой поток равномерно распределен по помещению (рис. 64).

Рис. 64. Светильники: а - прямого света; б - рассеянного света (молочный шар); в - преимущественно отраженного света

Для освещения жилых и общественных зданий рекомендуются преимущественно светильники рассеянного света, а также подвесные светильники отраженного света. Слепящее действие смягчено замкнутым шарообразным колпаком из молочного стекла. При этом тени светильника получаются нерезкие.

Во всех случаях, когда требуется большая освещенность рабочего места, прибегают к местному освещению с помощью ламп на кронштейнах или настольных ламп, торшеров.

Общим гигиеническим требованием как при общем, так и при местном освещении, является устранение попадания в глаз прямых лучей от раскаленной нити источников света (рис. 65).

Рис. 65. Защитный угол светильника

В целях сохранения равномерности освещения требуется, чтобы на рабочем столе отношение наименьшей освещенности к наибольшей в одной плоскости на протяжении 5 м было не менее 0,3.

Приближение спектра излучения искусственных источников к спектру дневного света имеет положительное значение как для всего организма, так и для функции органа зрения.

Поиски возможности создания источника света, близкого к естественному, привели к изобретению люминесцентных ламп.

В люминесцентных лампах внутренняя поверхность трубки покрыта так называемым люминофором (силикат цинка, силикат берилия и цинка и др.), который имеет свойство преобразовывать ультрафиолетовую радиацию в видимую.

В зависимости от подбора люминофоров можно получить лампы дневного, белого, солнечного света, а также излучения желаемого цвета (красного, зеленого, желтого и др.).

Люминесцентные лампы имеют огромное преимущество перед лампами накаливания: они в 2-2¹/₂ раза экономичнее в эксплуатации, обладают небольшой яркостью (5000-9000 нт), дают мягкий рассеянный свет без теней. Самое главное то, что их спектр излучения приближается к спектру дневного света.

При люминесцентном освещении имеется возможность значительно увеличить минимальные величины освещенности (жилые комнаты - 100 лк и более, кухни - 100 лк, лестницы - 50 лк и т. д.). Рекомендуется обогатить спектр люминесцентных ламп коротковолновыми лучами 400-315 нм.