Гигиеническая оценка и биологическое действие источников света

Видимому излучению, свету, как одному из раздражителей внешней среды, обладающему значительным биологическим действием и сопутствующему человеку во всей его жизни, принадлежит основная роль в регуляции важнейших жизненных функций организма. Видимое излучение (ВИ), являясь составной частью радиационного климата, есть адекватный раздражитель зрительного анализатора, через который поступает до 90% информации об окружающем нас мире. Высокая работоспособность тесно связана с рациональным освещением, которое может создаваться естественными и искусственными источниками света (рис. 1).

Рис. 1. Источники света и виды освещения

Видимое излучение относится к группе факторов, для которых, кроме оптимальной величины, следует определять и тот минимальный уровень, то есть нижнюю границу оптимума - „не менее", за пределами которой зрительный анализатор не может выполнять данную работу в заданном объеме. Верхняя же граница в условиях искусственной световой среды определяется техническими и энергетическими возможностями сегодняшнего дня.

В среднем, при различных видах производственной деятельности число несчастных случаев, связанных с недостатками освещения, составляет 30-50% от общего количества.

К ВИ относят лучи с длиной волны 400-760 нм. В этом диапазоне волн излучение определенной длины (монохроматический свет) вызывает цветовое ощущение. Чувствительность глаза к различному монохроматическому свету неодинакова. Глаз человека наиболее чувствителен к ВИ с длиной волны 555 нм (желто-зеленый свет). Приняв чувствительность глаза к этим лучам за единицу, можно определить чувствительность к другим монохроматическим лучам и составить кривую относительной видности (рис. 2).

Рис. 2. Кривая относительной видности

Тот факт, что индивидуальная кривая видности, подобно собственному росту, массе, есть у каждого вида животных и даже в определенных пределах у каждой особи одного вида, представляет некоторое затруднение при изучении действия света разного спектрального состава.

ВИ создается естественными и искусственными источниками света.

При изложении материалов о гигиеническом значении ВИ, которое в естественных условиях меняется в широких пределах, речь в конечном итоге идет об изменениях функций зрительного анализатора, так как изменения, происходящие в анализаторе, будут отражать влияние адекватного раздражителя.

Зрительный анализатор (ЗА) - один из основных органов чувств. Он не только выполняет роль периферического рецепторного аппарата, но и имеет ведущее значение в объединении всех органов чувств в единую функциональную систему анализаторов (Анохин П.К., 1995). Кроме того, ЗА принадлежит важнейшая роль в регуляции биоритмов, следовательно, и основных процессов жизнедеятельности организма.

Основные светотехнические величины

Световой поток – мощность лучистой энергии, которая оценивается по световому ощущению, производимому на глаз. Единица измерения – Люмен: 1 Люмен – это световой поток, полученный с площади 0,5305 мм² расплавленной платины в момент затвердевания.

Сила света – плотность светового потока, распространяющегося в определенном направлении. Единицы измерения – международная свеча, кандела: 1 свеча – это световой поток в 1 Люмен, распространяющийся внутри телесного угла в 1 стерадиан.

Освещенность – плотность светового потока на освещаемой поверхности: 1 люкс – это световой поток в 1 Люмен, приходящийся на площадь освещаемой поверхности в 1м².

Яркость – отношение силы света к площади светящейся поверхности:

1 нит – это величина силы света в 1свечу, исходящей с 1 м² видимой поверхности в одном направлении. Яркость является величиной, непосредственно воспринимаемой глазом. Яркость объекта восприятия зависит от освещенности и его отражательной способности.

При постоянстве освещенности яркость фона или предмета тем больше, чем больше его отражательная способность. Отражательная способность окружающих нас предметов неодинакова. Вот почему при постоянстве солнечного освещения мы можем воспринимать многообразие оттенков окружающего мира. Если бы глаз реагировал на освещенность предметов, окружающий нас мир потерял бы свою окраску и казался бы однообразным и однотонно серым (белым, красным и т.п.), а предметы могли бы быть опознаны нами только наощупь.

Отражающая способность поверхности называется альбедо (от лат. albedo – белизна). Альбедо характеризуется коэффициентом отражения (β) – это отношение энергии отраженного светового потока (F_отр) к энергии падающего (F_пад). Значение β для снега составляет 90 %, для белой бумаги – 70 %, для желтого кварцевого песка 35 %, для речного песка 29 %, для зеленой травы 26 %. Альбедо необходимо учитывать при выборе места для соляриев в различных климатических условиях, предпочитая на юге травяное покрытие, имеющее меньшее альбедо.

Коэффициент светопропускания – это отношение светового потока, прошедшего через среду, к падающему световому потоку. Коэффициент позволяет оценить качество и чистоту окон, осветительной арматуры.