Освещение и его влияние на человека. Влияние света на организмы

15 августа 2016

Большинство людей проводят свой рабочий день в условиях искусственного освещения. При этом в течение дня человек может испытывать как всплески активности, так и усталость. Это происходит потому, что наши биологические часы и свет неразрывно связаны. Стоит отметить, что сегодня разработаны технологии биоосвещения, позволяющие управлять биоритмами человека для повышения его работоспособности и улучшения самочувствия.

Влияние освещения на организм человека

«Плохой свет делает человека несчастным». Эта мысль немецкого дизайнера Инго Маурера неоднократно находила подтверждение в исследованиях, проводимых учеными. Влияние освещения на здоровье человека нельзя недооценить: некачественный свет негативно воздействует на зрительный аппарат, вызывает переутомление, дискомфорт, мигрени, бессонницу, снижает работоспособность.
Свет имеет еще одно важнейшее свойство - воздействовать на наши биоритмы. Известно, что при естественном освещении активность человека выше, нежели при искусственном свете. В солнечную погоду люди отмечают более высокую работоспособность, чем в пасмурный день. Зимой, когда световой день короче, мы менее продуктивны, чем летом. Воздействие света на человека вызывает реакцию особого светочувствительного фотопигмента в глазу, что, в свою очередь, может оказывать влияние на наши циркадные циклы.

Что такое циркадные циклы?

Циркадным циклом называют суточное изменение биологических процессов, протекающих в организме человека. Такой цикл включает в себя периоды сна и бодрствования, активности и расслабленности, продуктивности и усталости. Изменение биологических ритмов обусловлено действием гормонов: мелатонин отвечает за сон, кортизол - за активность, допамин - за настроение и т.д. В течение суток уровень этих гормонов изменяется, что приводит к естественной смене биоритмов. Здоровый циркадный цикл обеспечивает хорошее самочувствие, бодрость, умственную и физическую активность, полноценный сон.

Проявления циркадных ритмов

Суточный циркадный ритм выражается в смене фаз активности восстановления всех органов и систем человека - сердца, мозга, нервной системы, обмена веществ. Наиболее ярко смену ритмов демонстрируют периоды сна и бодрствования. Другие проявления циркадных ритмов менее заметны, но они находят отражение в поведении человека, в состоянии его здоровья, в периодах активности и усталости. Так, установлено, что работоспособность имеет несколько пиков в течение дня, в 10, 15 и 17 часов, а в 22-23 часа организм испытывает физиологический спад и перестраивается на режим покоя.

Влияние дневного света на циркадные циклы

Циркадные циклы неразрывно связаны с освещением. Вечером, при снижении интенсивности естественного света, повышается активность гормона мелатонина, отвечающего за расслабление организма. Уровень активности снижается, человек испытывает усталость и сонливость. С рассветом воздействие света возрастает, а уровень мелатонина уменьшается, и организм постепенно переходит в фазу активности. Ее спад, снижение настроения, ощущение сонливости и вялости, ухудшение состояния здоровья в осенне-зимний период объясняются поздними рассветами и недостатком солнечного света, так как именно эти факторы провоцируют повышение уровня мелатонина и снижение выработки «гормона бодрости» кортизола. Таким образом, интенсивность дневного света и биоритмы организма человека находятся в прямой зависимости. Этот факт позволяет говорить о возможности гармонизировать циркадные циклы с помощью освещения.

Управление биоритмами с помощью освещения в офисе

Большую часть дня человек вынужден работать в условиях искусственного освещения. Во многих офисах и на производстве даже летом бывает мало солнечного света. В зимний период, когда световой день короток, рабочее время практически всегда начинается до восхода солнца и завершается после заката. При таких условиях искусственный свет постоянно подавляет выработку организмом мелатонина. Человек не испытывает сонливости, но и периоды активности у него проходят менее продуктивно: снижается концентрация внимания, ухудшается настроение. Влияние стандартного искусственного освещения на условия деятельности человека нарушает естественное течение биоритмов и негативно сказывается на здоровье и работоспособности.
Работу гормонов, обуславливающих циркадные ритмы, можно регулировать безопасным образом за счет качественного освещения. Эту задачу успешно решают системы биологически и эмоционально эффективного света. Они призваны улучшать физическое и эмоциональное состояние и здоровье человека и помогать ему более эффективно решать рабочие задачи.
Компания «Световые Технологии» разработала инновационные решения по освещению рабочих пространств. Речь идет об управлении цветовой температурой осветительных приборов: она настраивается исходя из конкретной рабочей ситуации - «переговоры», «отдых» и др. Известно, что нейтральный цвет создает комфортные условия для решения стандартных задач. Холодная температура света повышает уровень активности, способствует концентрации и поэтому может применяться в случаях, когда от сотрудников требуется полная самоотдача: на важных совещаниях или креативных штурмах. Теплый цвет освещения необходим для периодов отдыха, когда организм человека может восстановить свои силы. Система биологически и эмоционально эффективного освещения позволяет обеспечить продуманное и безопасное влияние света на здоровье. Такой свет учитывает циркадные ритмы человека, помогает грамотно их корректировать и эффективно тратить энергию в ходе рабочего дня.
Биологически и эмоционально эффективное освещение имеет большие перспективы использования в различных отраслях. Учитывая климатические особенности нашей страны с характерным дефицитом солнца в некоторые периоды, именно установка такого освещения позволит компенсировать недостаток естественного света. Положительные результаты по влиянию освещения на здоровье человека могут быть получены в условиях офисов, промышленных производств благодаря повышению работоспособности сотрудников. Human Centric Lighting будет эффективно в реабилитационных учреждениях, где пациенты долгое время могут находиться в замкнутых пространствах и испытывать нехватку дневного света.
Узнать больше о биологически и эмоционально эффективном освещении можно по .

Правильно подобранные источники и системы освещения позволяют снизить негативное влияние недостатка света на человека, улучшить его активность, работоспособность.

Взаимосвязь биоритмов, освещения и рабочих достижений

Работоспособность человека зависит от целого ряда факторов. Освещение – один из них. Многие современные люди встают до восхода солнца и заканчивают свой трудовой день уже в темное время суток. В результате работа практически всегда протекает при искусственном освещении, которое не способно полностью компенсировать недостаток солнца. На протяжении трудового дня сменяются биологические ритмы, меняются фазы активности и утомления. Освещенность и биологические ритмы человека тесно связаны между собой, поэтому успешно влиять на способность к деятельности и эффективность сотрудников можно с помощью правильно организованного света.

Как освещение влияет на человеческий организм

На протяжении долгого периода учеными изучается вопрос: каким образом и в какой мере свет оказывает влияние на человеческий организм. В ходе исследований в этой области было доказано, что некачественное освещение действительно способно вызвать переутомление, дискомфорт, снизить работоспособность, внимание. На физическом уровне воздействие плохого света на зрительный анализатор может спровоцировать приступ мигрени.
Свет воздействует не только на зрение, но и на биоритмы. Естественное солнечное освещение вызывает повышение работоспособности. Короткий световой день зимой, напротив, снижает продуктивность. Это связано с наличием в зрительном аппарате светочувствительного фотопигмента.

Как проявляют себя циркадные циклы и ритмы

На протяжении суток в организме каждого человека проходит цепь взаимосвязанных изменений, друг друга сменяют фазы активности, расслабленности, сна, бодрствования и прочие. Все колебания биопроцессов, наблюдающиеся в течение одних суток, являются циркадным циклом. В один цикл входят не только сон и бодрствование, но и все другие эмоциональные проявления – оживление, утомление, усталость, продуктивность и прочие.

Попеременное наступление периодов сна и бодрствования получило название циркадных ритмов. На протяжении суток разные периоды постоянно сменяют друг друга, но далеко не всегда они бывают ярко выражены и заметны человеку.
За изменение биоритмов ответственны гормоны (мелатонин, кортизол, и т.п.). Их уровень в течение суток непостоянен. Он колеблется в зависимости от внешних факторов и, в первую очередь, интенсивности и характеристик света. При недостатке освещения усиливается выработка мелатонина, как следствие, ощущается усталость, сонливость. Хорошее освещение, яркий солнечный свет, напротив, приостанавливает выработку мелатонина и стимулируют увеличение количества кортизола – гормона бодрости.

Человек со здоровым циркадным циклом хорошо себя чувствует, бодр, активен, у него полноценный сон. За сутки он человек переживает несколько всплесков работоспособности (в 10, 15 и 17 часов), а примерно к 22-23 часам начинает возрастать количество мелатонина, организм перестраивается в режим покоя, снижается активность, появляется чувство сонливости.

Причем интенсивность и качество света влияют на организм не только на протяжении суток. Многим хорошо знакомы чувство сонливости и вялости, постоянное ухудшение настроения и самочувствия в осенние и зимние месяцы, но далеко не всегда эти проявления связывают с дефицитом солнечного света. Тем не менее, именно солнечные лучи оказывают самое большое влияние на гормональный фон, биоритмы, на общее состояние человека. Зная взаимосвязь между освещением и естественными циркадными ритмами человека, можно повысить активность и работоспособность, в том числе и с помощью искусственного света.

Как управлять биоритмами в офисе

Дефицит солнечного света даже весной и летом – проблема многих офисов. В зимние месяцы, для которых характерен короткий световой день, выработка мелатонина подавляется искусственным освещением, но оно не может в полной мере восполнить отсутствие естественного света.

Тем не менее, регулировать биоритмы и, главное, делать это безопасным для человека образом, с помощью искусственных световых источников можно. Для этого офисное и промышленное освещение должно строиться на основе эффективных систем. С их помощью можно не только влиять на состояние человека, но и улучшать его, увеличивать работоспособность. Правильно подобранные источники света позволяют сделать решение рабочих задач более успешным.

Отличных результатов позволяет добиваться использование офисных светильников с возможностью изменения цветовой температуры. Говоря простым языком, цветовая температура настраивается в зависимости от текущей ситуации:

Нейтральный. Хорошо подходит для помещений, где решаются текущие рабочие задачи.

Холодный. Он способен увеличить активность, повысить концентрацию. Если от сотрудников требуется максимальная работоспособность, например, во время решения сложных задач или при проведении мозгового штурма, освещение должно быть холодным.

Теплый. Идеален для зоны отдыха. В таких условиях силы человека восстанавливаются быстрее и эффективнее.

Системы биологически и эмоционально эффективного освещения (Human Centric Lighting) не только безопасны для здоровья, они помогают улучшить самочувствие, управлять работоспособностью. Это достигается за счет того, что светильники с изменяемой цветовой температурой могут быть настроены с учетом циркадных ритмов человека.

Human Centric Lighting может применяться для освещения не только офисов, но и других рабочих пространств, например, производственных помещений. Такие системы эффективны при использовании в самых разных областях, где требуется повышение работоспособности сотрудников.

Они хорошо подходят для регионов с дефицитом естественного солнечного освещения, так как позволяют компенсировать его. Их можно устанавливать в помещениях, где человек в течение продолжительного времени находиться в условиях нехватки естественного света, например, в реабилитационных учреждениях.

1. Количество света (много!). Ни один вид искусственного света не даст такую освещенность, как обычная улица.

2. Вид света, спектр, УФ. Надо и не надо! Защита кожи от фотостарения.

3. Влияние света на работоспособность.

4. Технологии: окна, архитектурные системы, самое продвинутое – световоды.

5. Гаджеты (обычные УФ-защитные очки)

Есть пять основных механизма действия дневного света:

1. Общее влияние на нервную систему, это поддерживает ее ритм активности (обучение, работоспособность, тонус и др.). Психофизиологическое воздействие дневного света, включает снижение риска сезонных депрессий, стрессов, переутомления, повышение работоспособности, профилактика психических и тревожных расстройств.

3. Влияние освещенности на зрение и процессы аккомодации и адаптации, здоровый свет способствует сохранению остроты зрения у взрослых, правильное формирование зрительных путей у ребёнка (искусственное освещение пока не может конкурировать с дневным светом)

4. Поддержание цикла «день-ночь»: управление внутренними часами организма (циркадные ритмы), участвующими в гормональной регуляции всех органов и систем

5. Эстетический аспект: общая эмоциональная поддержка через контакт с внешним миром – ощущение времени, изменения погоды, дневная и сезонная смена пейзажей, дневной свет – простейшее и общедоступное средство динамической эстетизации среды.

Кратко о здоровом дневном свете.

Почему нам не хватает света? Современные люди проводят в помещении 80-90% времени , а освещенность в зданиях на порядок меньше, чем на улице. У большинства из нас развивается недостаток дневного света, который проявляется в ухудшении сна, раздражительности, депрессии, снижении иммунитета. Дневной свет поддерживает способность к обучению . Дневной свет стимулирует выработку серотонина в организме человека. Дневной свет повышает работоспособность человека.

В большинстве наших зданий внутренний микроклимат некомфортен для человека из – за недостаточной освещенности помещений. Самый лучший свет для зрения - естественный солнечный. Наиболее здоровый вариант – это чуть рассеянный дневной белый свет .

Установлено, что через остекленную поверхность окна проходит не все солнечное излучение. Часть его отражается, часть поглощается стеклом и переплетами окон. Количество поглощаемой радиации зависит от качества стекла, его чистоты, материала, из которого изготовлены оконные переплеты, их толщины и размеров. Через окно при одинарном остеклении в помещение проникает около половины падающей на его поверхность радиации (40—58 процентов ), при двойном — около одной трети (23—40 процентов ).

По мере удаления от окна степень ультрафиолетовой облученности уменьшается. При прохождении через оконное стекло не только ослабляется интенсивность солнечного света, но и несколько меняется его спектральный состав. Грязные стекла еще больше снижают освещенность помещения, сильнее влияют на спектральный состав проникающих в помещение солнечных лучей. Они способны поглощать более 55 процентов света, падающего на стекло, и большую часть ультрафиолетовых лучей. Необходимо постоянно следить за чистотой оконных стекол и рам, при возможности чаще открывать окна в помещении. Помимо благотворного влияния на организм человека, ультрафиолетовые лучи обладают еще одним очень важным свойством — они способны уничтожать микроорганизмы, в том числе и болезнетворные.

В течение десятилетий дневной свет рассматривался с эстетической точки зрения, как один из инструментов интерьерного дизайна с приятным бонусом в виде красивого вида из окна . Однако, последние исследования показывают, что роль дневного света гораздо глобальнее – он жизненно необходим для нашего здоровья и хорошего самочувствия.

Мы не задумываемся о его свойствах и о тех побочных воздействиях, которые он нам приносит. Многие не отдают себе отчета в том, что чувство усталости на работе или слабая фокусировка зрения зависит от освещенности помещения, потому что это не всегда очевидно.

Недостаток освещенности влияет на функционирование зрительного аппарата человека, оптико-вегетативную систему, на психику, его эмоциональное состояние, утомляет центральную нервную систему, из-за чего человек становится раздражительным. Солнечный (дневной) свет оказывает расслабляющее воздействие на окологлазные мускулы, стимулирует радужную оболочку и нервы глаз, увеличивает циркуляцию крови.

Исследования доказали положительную корреляцию между синтезом серотонина и общим количеством часов солнечного света в течение дня. Вскрытия показали, что летом у людей уровень серотонина выше, чем зимой

Слишком тусклое освещение портит зрение и заставляет вас засыпать на ходу, слишком яркое освещение утомляет (распространенный симптом – головная боль из-за перенапряжения глазных мышц). Оптимальный вариант – умеренно-интенсивное освещение, при котором вам все прекрасно видно, но глазам все еще комфортно.

Освещенность - это количество света, падающего на единицу площади, измеряется в Люксах (lux). Днем освещенность на улице обычно от 2000 до 100,000 lux ! Европейский стандарт для освещения рабочих помещений рекомендует следующие значения освещенности:

Освещенность	Назначение
300 lux	повседневная работа в офисе, не требующая разглядывания мелких деталей
500 lux	чтение, письмо и работа за компьютером
500 lux	освещение переговорных комнат
750 lux	техническое черчение

Есть данные о том, что неправильный уровень освещенности может вызывать головные боли, быструю утомляемость, нарушения зрения и другие неприятности .

Для достижения такого эффекта можно воспользоваться несложным приемом – сочетать общий и местный источник света . Общий свет должен быть рассеянным, ненавязчивым, местный свет должен быть на 2-3 порядка интенсивнее общего. Очень желательно, чтобы местный свет был регулируемым и направленным. При общем свете вы можете общаться, отдыхать, заниматься домашними делами или работой, не напрягающей зрение. Если же ваша деятельность требует вовлечения глаз, зрения, вы можете включить местное освещение, подобрать.

Все знают, что сила солнечного света столь велика, что он способен контролировать циклы природы и биоритмы человека. Свет, в действительности, связан с нашими эмоциями, с ощущением комфорта, безопасности, а также тревоги и беспокойства. Однако, во многих областях современной жизни свету не уделяется нужное внимание.

На вопрос о том, что самое важное в жизни, большинство людей отвечают - здоровье. В то время, как здоровое питание, фитнесс и вопросы экологии широко освещаются на страницах газет, журналов и интернет-сайтов, вопросы правильного и здорового освещения не затрагиваются вовсе. Наиболее известные аспекты освещения - это влияние УФ-излучения в летнее время, а также его способность бороться с зимней депрессией и некоторыми кожными заболеваниями. Остальные вопросы освещения обсуждаются лишь в узком кругу профессионалов, а большинство людей не задумываются о широких возможностях влияния света на наше физическое и моральное состояние.

Отношения между светом и человеком претерпели значительные изменения за последние 100 лет с началом индустриализации. Сейчас мы проводим большую часть своего времени в закрытых помещениях с искусственным светом. Многие составные части спектра естественного света важные для нашего здоровья, теряются, проходя через стекло. По мнению светотерапевта Александра Вунша, человек на протяжении всей эволюции приспосабливался к спектру солнечного излучения и для хорошего здоровья ему необходимо получать именно полный спектр. Многие возмещают недостаток солнечного света прогулками в парке, по пляжу или отдыхом на балконе. Впервые эффект сезонного расстройства описал доктор Норманн Розенталь. Позднее был проведен эксперимент среди жителей Норвегии, где 49 дней в году длится ночь. Люди, живущие в таких условиях, часто чувствуют себя уставшими, им трудно просыпаться и приниматься за работу, многих преследуют депрессии и апатичные состояния. Зато день, когда возвращается солнце, отмечается как праздник "День Солнца" и встречается слезами радости.

Наблюдения показывают, что существует специфическая связь между освещением и чувством комфорта. Также они показывают, что естественное освещение всегда более благоприятное и удобное для всех обычных видов деятельности. Многие архитектурные проекты демонстрируют абсолютное пренебрежение дневным светом. Офисные и торговые здания без окон, в которых люди проводят многие часы, не видя солнца и не понимая какое время суток и года снаружи. Увеличивая проникновение дневного света в офисы можно, в конечном счете, сократить число пропусков из-за болезней сотрудников и улучшить рабочую атмосферу в офисе.

Постепенно ситуация со световыми аспектами в архитектуре улучшается, однако, ввиду недостаточно качественного образования в этой области, многие архитекторы не в полной мере учитывают важность работы и планирования освещенности. По мнению профессора Университета Прикладных Наук Hildesheim в Германии, Андреаса Шульца, все зависит от архитектора, однако, подавляющее большинство проектов, строится без привлечения специалиста по дизайну освещения.

Поскольку внутри зданий количество дневного света недостаточное для того, чтобы удовлетворять потребности человека в нем, электрические источники призваны компенсировать этот недостаток. Все источники искусственного света в той или иной степени пытаются имитировать дневной свет, некоторые делают это очень хорошо. Александр Вунш изучал влияние различного света на человека и пришел к выводам, что любое отклонение от спектра естественного света несет в себе вредный для здоровья потенциал. Эксперименты на эту тему проводились уже давно, в 1973 году Джон Отт изучал две группы детей, занимающихся в комнатах без окон. В одной комнате освещение было максимально приближенным к естественному, за счет использования ламп полного спектра, а в другой использовались обычными люминесцентные лампы. В результате, дети, занимающиеся в комнате с люминесцентными лампами, были сперва гиперактивны, а затем сильно уставали и теряли способность к концентрации, также отмечалось и повышение давления.

Александр Вунш недавно протестировал ряд современных искусственных источников света на предмет биологического влияния, которое они оказывают на человека в сравнении с естественным светом. Профессор пришел к выводу, что наиболее близким к естественному спектром, обладает лампа накаливания.

Результаты подобных исследований редко становятся известны широкой публике. Дело в том, что большинство людей мало понимают в таких вопросах. Кроме того, в разных культурах по-разному ценят окружающую среду и ее дары. Для большинства из нас свет настолько привычное сопровождение нашей жизни, что мы не задумываемся над его разнообразными свойствами, которые влияют на нашу жизнь в моральном и физическом плане. Подобно воздуху, который мы не замечаем, свет воспринимается как данность, до тех пор, пока мы не почувствуем его недостаток или дискомфорт при контакте, например, со слишком яркой лампочкой. Многие не отдают себе отчета, что испытывают усталость на рабочем месте из-за плохой освещенности, поскольку это не всегда очевидно.

Общая неграмотность в вопросах качественного освещения обсуждается профессионалами, в том числе, в дискуссиях по поводу необходимости запрета традиционных ламп накаливания. В свете актуальных вопросов энергосбережения, традиционная лампа накаливания не выдерживает никакой критики и все идет к тому, чтобы запретить ее использование. Однако, мало кто говорит о плохих спектральных и токсикологических показателях компактных люминесцентных (энергосберегающих) ламп, которые должны будут прийти на смену лампе накаливания. Среди подобных дискуссий все-таки слышны голоса тех, кто выступает не только за экономию энергетических ресурсов, но также говорит о здоровье людей и качестве жизни.

Немецкий дизайнер света Инго Маурер говорит: "Свет - это чувство, и чувство должно быть правильным. Плохой свет делает людей несчастными" по словам Инго Маурера "лампочка Эдисона - это символ промышленности и поэзии". Ничто не может заставить дизайнера отказаться от использования ламп накаливания.

"На лампочке накаливания не заработать больших денег" - говорит представитель компании Philips Берн Глэйзер. Ему вторит и представитель Osram: "Люминесцентные лампы намного более прибыльны для компании". Конечно, производители стремятся увеличить свои доходы и с экономической точки зрения это совершенно понятно. Но все-таки, компании реагируют на спрос, который диктует потребность в более эффективной продукции. И только наше желание получать более качественное и здоровое освещение может повлечь за собой производство таких источников освещения массовыми производителями. Все это, впрочем, не умаляет экономичных свойств современных ламп, которые во много раз лучше, чем у лампы накаливания.

В любом проекте, будь то квартира, магазин или офис, освещение во многом определяет атмосферу и ощущение, которое вызывает у нас интерьер. Поскольку световые эффекты воспринимаются подсознательно, мы часто не отдаем себе отчета, откуда берется то или иное ощущение. Те, кто осознанно применяет свет, получают инструмент для моделирования чувства комфорта, что особенно ценно в местах с угнетающей атмосферой, например в тоннелях.

Многие люди чувствуют дискомфорт, двигаясь в тоннеле. В одном из самых длинных туннелей в мире, 24,5 километровом Laerdal Tunnel между Бергеном и Осло дизайнеры применили интересное решение. Дизайнер Эрик Сэлмер разделил тоннель на три участка, в конце каждого путешественника ждет имитация пещерных стен с освещением, напоминающим скандинавский восход. Таким образом, складывается ощущение, что ты проезжаешь три тоннеля, а не один, а картина прекрасного восхода солнца успокаивает и вызывает приятные ассоциации. На остальных участках было использована обычная схема освещения. Многие не могут объяснить феномен естественного света, но эффект, который мы ощущаем, когда видим картину-иммитацию, всегда срабатывает, потому, что взывает к тем же чувствам. По словам Эрика Сэлмера: "Все были в восторге, и никто не мог объяснить это логически. Получилась просто потрясающая атмосфера".

Существует масса областей знаний, в которых профессионалы освещения могут черпать информацию. Знания о свете можно приобретать в области биологии, физики, медицины и других. Иногда специалисты этих областей встречаются на конференциях, но зачастую с трудом могут быть полезными друг другу, поскольку не имеют общего языка и слишком мало общаются друг с другом.

Одна группа экспертов заняты в своих лабораториях разработкой новых источников света, которые становятся все меньше и эффективнее.

Другая группа работает над применением инноваций в архитектурных проектах.

Есть, однако, еще одна многочисленная группа, которая испытывает преимущества и недостатки качества освещения на себе - потребители.

В то время как, ученые понимают под светом определенную длину волны, которую можно измерить, дизайнеры и архитекторы говорят о восприятии и психологии. Однако для эффективного и благотворного развития светодизайна необходимо учитывать знания из всех областей во время работы над продуктами и интерьерами.

Освещение для человека играет исключительно важную роль. С помощью зрения человек получает около 90 % информации из окружающего мира. Видимый свет – это электромагнитные волны оптического диапазона в видимой области спектра (излучение с длиной волны от 0,38 до 0,76 мкм или 380…760 нм). Видимый свет служит возбудителем зрительного анализатора и оказывает влияние на тонус центральной и периферической нервной системы, обмен веществ в организме, его иммунные и аллергические реакции, на работоспособность и самочувствие человека.

Глаз человека различает семь основных цветов и более сотни их оттенков. Относительная чувствительность глаза к излучению видимой области спектра и соответствующие им ощущения цвета следующие: фиолетовый – 380…455 нм, синий – 455…470, голубой – 470…500, зеленый – 500…540, желтый – 540…590, оранжевый – 590…610, красный – 610…770 нм. Наибольшая чувствительность органов зрения человека приходится на излучение с длиной волны 555нм (желто-зеленый цвет).

Определенный интерес представляет психологическое восприятие различных цветов: красный и оранжевый цвета оказывают возбуждающий эффект, голубой, синий и фиолетовый – успокаивающий. Голубой цвет создает ощущение холода, а зеленый считается «нейтральным». Цветовая сенсорика весьма тесно связана с эмоциональным состоянием человека, а именно – она позволяет объективизировать уровень тревожности, степень уверенности в себе, выраженность агрессивных черт, наличие скрытых устремлений и т.п.

Формируемые в производственной среде опасные и вредные факторы оказывают существенное воздействие на зрительный анализатор. Например, при воздействии на орган зрения различных химических соединений характерными являются выраженные воспаления век, роговицы глаза, а также поражения сосудов глаза, зрительного и глазодвигательных нервов. Функциональные расстройства проявляются в снижении остроты зрения, световой чувствительности, цветовосприятия и сужении границ поля зрения. Зрительный анализатор обладает большой чувствительностью к недостатку кислорода. Так называемая высотная или горная болезнь проявляется снижением всех зрительных функций: снижается острота зрения, световая чувствительность, ухудшается контрастная чувствительность, цветоощущение, сужается поле зрения, уменьшается критическая частота слияния мельканий, возникают зрительные иллюзии. Все вышеуказанные явления обратимы. При вдыхании кислорода зрительные функции быстро восстанавливаются.

Под воздействием светового излучения видимого диапазона происходят функциональные и органические изменения в органе зрения. Яркая световая вспышка, воздействие прямых солнечных лучей могут приводить к временному ослеплению – нарушению зрительного восприятия, сопровождающегося резким снижением световой чувствительности, разрешающей способности глаза, нарушением цветоощущения. Неполный перечень воздействия опасных и вредных производственных факторов на зрительный анализатор показывает, что с точки зрения безопасности труда зрительная способность и зрительный комфорт чрезвычайно важны.

Основные санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к производственному освещению, следующие:

· соответствие освещённости на рабочих местах нормативным значениям;

· равномерность освещенности и яркости рабочей поверхности в пространстве, в том числе и во времени;

· отсутствие резких теней на рабочей поверхности и блёсткости предметов в пределах рабочей зоны;

· оптимальная направленность светового потока, способствующая улучшению различения рельефности элементов поверхностей;

· отсутствие стробоскопического эффекта или пульсации света;

· электро-, пожаро- и взрывобезопасность источников света;

· экономичность и экологичность.

По виду используемой энергии освещение бывает: естественное, искусственное и совмещенное.

По конструктивному исполнению естественное освещение может быть верхнее (свет проникает в помещение через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях), боковое (через оконные проемы) и комбинированное (к верхнему освещению добавляется боковое).

Искусственное освещение по конструктивному исполнению бывает двух видов: общее и комбинированное. Общее – когда светильники расположены в верхней (потолочной) зоне. Оно подразделяется на общее равномерное и общее локализованное. Комбинированным называют такое искусственное освещение, когда к общему добавляется местное.

По функциональному назначению искусственное освещение делят на рабочее, аварийное, дежурное, охранное и эвакуационное. Рабочее освещение устраивают во всех помещениях и на территориях для обеспечения нормальной работы и прохода людей. Аварийное освещение необходимо для продолжения работ при внезапном отключении рабочего, что может вызвать нарушение обслуживания оборудования или непрерывного технологического процесса. Дежурным считают освещение производственных объектов в нерабочее время. Искусственное освещение, создаваемое вдоль границ охраняемых в ночное время территорий, называют охранным. Эвакуационное освещение устраивают в местах, опасных для прохода людей, а также в основных проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей из производственных зданий при численности работающих более 50. Эвакуационное освещение должно обеспечивать минимальную освещённость основных проходов и на ступенях лестниц: в помещениях 0,5 лк, на открытых территориях 0,2 лк.

Освещение и световая среда характеризуются следующими количественными и качественными показателями. К количественным относят: световой поток, силу света, освещенность, яркость.

Световой поток (Ф) – это часть лучистой энергии, вызывающей световое ощущение. Единица светового потока – люмен (лм) – световой поток, излучаемый точечным источником с телесным углом в 1 стерадиан при силе света, равной одной канделе. Величина Ф является не только физической, но и физиологической.

Сила света (I) – пространственная плотность светового потока, т.е. световой поток, отнесённый к телесному углу, в котором он излучается: I=Ф/ω, кд (кандела), где w - телесный угол (в стерадианах) или часть пространства, заключенного внутри конической поверхности. Значение w определяется отношением площади, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса r , к квадрату этого радиуса: ω=S/r 2

Освещенность (Е) – отношение светового потока к площади освещаемой им поверхности:

Е=Ф/S, лк (люкс) (27)

Яркость (В) – отношение силы света в данном направлении к площади излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную к данному направлению излучения:

, кд/м 2 ,

где a - угол между нормалью освещаемой поверхности и направлением светового потока от источника света.

К качественным характеристикам относят: фон, контраст объекта с фоном, видимость, показатель ослеплённости, коэффициент пульсации, спектральный состав света.

Фон – это поверхность, на которой происходит различение объекта. Под объектом различения понимается минимальный элемент рассматриваемого предмета, который необходимо выделить для зрительной работы. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток и оценивается коэффициентом отражения (r ), определяемому как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф отр к падающему на нее световому потоку Ф пад:

ρ = Ф отр / Ф пад. (28)

При ρ >0,4- фон светлый, при 0,2≤ ρ≤0,4- средний, при ρ< 0,2- темный.

Контраст объекта с фоном k (степень различения объекта и фона) характеризуется соотношением яркости рассматриваемого объекта (В о) и фона (В Ф ):

k = |В ф -В о | / В Ф (29)

Величина контраста берется по модулю. При k > 0,5 контраст большой, при 0,2≤ k≤0,5 –средний; при k < 0,2- малый.

Видимость (V ) – характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном:

V = k / k пор , (30)

где k пор- наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становиться неразличим на этом фоне.

Показатель ослеплённости (Р ) – критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой:

, (31)

где k о – коэффициент ослеплённости; k o =V 1 /V 2 ; V 1 ,V 2 – видимость объекта наблюдения соответственно при экранировании и при наличии ярких источников в поле зрения.

Коэффициент пульсации освещенности (К П) – критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока источника света.

(32)

где Е max , Е min , Е ср – максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период колебаний (для газоразрядных ламп К П = 25…65%, обычных ламп накаливания К П = 7%, для галогенных ламп накаливания К П = 1%).

При освещении производственных помещений газоразрядными лампами глубина пульсации не должна превышать 10-20% в зависимости от характера выполняемой работы.

Нормирование искусственного освещения помещений промышленных предприятий производится по СНиП 23.05-95 «Естественное и искусственное освещение», а жилых и общественных зданий согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению».

Все виды зрительных работ для промышленных предприятий разбиты на VIII разрядов, в основу градации которых положен минимальный размер объекта различения, и на подразряды, дифференцированные в зависимости от контраста объекта с фоном и характеристики фона, которые обозначаются: а, б, в,г.

Для определения величины нормированного искусственного освещения необходимо знать (задать) наименьший размер объекта различения, характеристику фона, контраст объекта с фоном и систему освещения. Для расчета искусственного освещения производственных помещений применяются три метода: использования светового потока, точечный и удельной мощности.

При выборе источников света руководствуются следующими соображениями. В помещениях с высокими требованиями к качеству цветопередачи, температурой воздуха выше 10°С и отсутствии опасности травматизма в связи со стробоскопическим эффектом отдают предпочтение экономичным газоразрядным лампам. Тип светильника определяют по технологическим условиям с учётом требований к распределению яркости в поле зрения работающих. Выбор конструктивного исполнения светильников зависит от состояния воздушной среды в данном помещении (наличия пыли, влаги, пожаро- или взрывоопасных веществ).

Для ограничения слепящего действия светильников общего освещения в производственных помещениях показатель ослепленности не должен превышать 20-80 единиц в зависимости от продолжительности и разряда зрительной работы. Расположение светильников в помещении при системе общего освещения зависит от высоты их подвеса над освещаемой плоскостью (поверхностью).

Нормирование естественного освещения. Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение. Естественное освещение принято характеризовать с помощью коэффициента естественной освещённости (е), который показывает отношение освещённости в данной точке внутри помещения (Е вн) к наружной горизонтальной освещённости (Е нар), создаваемой светом небосвода:

е = (Е вн /Е нар)∙100% (33)

Коэффициент естественной освещённости (КЕО) зависит от разряда зрительных работ и вида освещения. При одностороннем боковом освещении значение КЕО нормируется в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов; при верхнем и комбинированном освещении нормируется среднее значение КЕО.

(34)

где n – количество точек; е 1 , е 2 … е n – соответствующее значение КЕО в точках, расположенных на линии пересечения плоскости характерного разреза и рабочей плоскости.

Нормированное значение КЕО для зданий, расположенных в различных районах, определяют:

e N = e н × m N , % , (35)

где N - номер группы административного района по ресурсам светового климата (1-5 групп);

e н – нормируемое значение КЕО по СНиП 23-05-95;

m N - коэффициент светового климата, зависящий от номера группы административного района, вида освещения и ориентации световых проёмов к сторонам горизонта.

Расчёт естественного освещения сводится к определению площади световых проёмов.