ГОСТ ИСО 8995-2002 Принципы зрительной эргономики. Освещение рабочих систем внутри помещений

5 Критерии освещения

Характеристики освещения в зрительно воспринимаемом пространстве воздействуют одновременно на физиологические зрительные функции (зрительную работоспособность) и на психологические зрительные функции (условия комфорта). Таким образом, они могут способствовать производительности труда, безопасности, зрительному комфорту и удовлетворению работающего в зрительно воспринимаемом пространстве.

5.1 Требования к освещению

Освещение рабочего помещения естественным и электрическим светом должно обеспечивать оптимальные условия для выполнения требуемых заданий и для правильного восприятия окружающего пространства, когда рабочий переводит взгляд от выполняемого задания для отдыха или для того, чтобы перейти к другой деятельности. Особые требования могут предъявляться к освещению торговых предприятий, промышленных зданий, бюро, больниц и т.д.

Зрительное впечатление от помещения зависит от вида следующих поверхностей:

- основных объектов зрения: например, задания, лица персонала, оборудование;

- больших поверхностей в рабочем помещении: стен, потолков, полов, окон (в ночное время), больших установок;

- источников света: светильников, окон (в дневное время).

5.1.1 Освещение и характер зрительной работы

В рабочей обстановке поле зрения различно в зависимости от того, сконцентрировано ли внимание работающего на задании или он отводит от него взгляд на какое-то время для отдыха. Требуемые критерии освещения различны в этих двух случаях. Поэтому следует различать освещение рабочего места и общее освещение помещения. Эффективность освещения, предназначенного для выполнения задания, в основном оценивается по критерию зрительной работоспособности, на которую влияют параметры, рассмотренные в разделе 4. Если общее освещение помещения не вызывает рассеяния внимания, неприятной переадаптации и не создает дискомфорта в поле зрения выполняемого задания, то оно может благоприятно влиять на зрительную работоспособность, обеспечивая комфорт и чувство удовлетворения при выполнении работы.

Кроме яркостных контрастов, при выполнении задания используются также цветовые контрасты. Цветовые контрасты улучшают видимость объекта (особенно, если яркостные контрасты низкие).

5.1.2 Общее освещение помещения

Соотношения между яркостями и цветами поверхностей в окружающем пространстве должны соответствовать назначению рабочего помещения, создавать приятную в зрительном смысле атмосферу и не должны вызывать ослепления.

Среди целей, которые следует достичь, чтобы наилучшим образом использовать общее освещение помещения, можно указать следующие (не указывая их в порядке приоритета):

- обеспечить в помещении световую обстановку, способствующую выявлению его назначения;

- обеспечить благоприятные условия для общения и безопасности передвижения внутри рабочего помещения;

- способствовать концентрации внимания на рабочей зоне;

- обеспечить пониженные уровни яркости вне рабочей зоны;

- получить естественное изображение лиц и смягчить резкие тени, осуществляя правильное соотношение прямого и рассеянного освещения;

- придавать служащим и обстановке помещения приемлемый "естественный" вид, используя источники света с хорошей цветопередачей;

- осуществить в рабочем помещении приятное сочетание яркости и цвета, способствующих хорошему самочувствию работающих, и снизить напряжения (ИСО 6385), вызываемые деятельностью. Возможным решением является наличие небольших ярких поверхностей в окружающем зрительном пространстве, но не по оси зрения при выполнении задания;

- поддерживать чистоту, выбирая светлые цвета, особенно для пола и (в цехах) для машин и аппаратов.

Некоторые из вышеуказанных перечислений могут оказаться противоречащими друг другу, и следует находить удовлетворительные компромиссы, не затрагивая, однако, безопасности и комфортности служащих.

5.2 Уровни освещенности

В таблице 1 приведены ряды освещенности для различных типов поверхностей, заданий и видов деятельности. Значения освещенности зависят от визуальных требований для выполнения задания, практического опыта и необходимости оптимального использования энергии с наименьшими затратами. Они должны обеспечить удовлетворительную зрительную работоспособность и комфортное состояние работников. Для каждого типа поверхности, задания или для вида деятельности указан ряд трех уровней освещенности.


Таблица 1 - Ряды освещенности для различных типов поверхностей, заданий и видов деятельности

Наивысшие значения освещенности из указанного ряда могут быть рекомендованы, когда:

- коэффициенты отражения поверхностей или контрасты в поле зрения при выполнении задания являются исключительно низкими;

- исправление ошибок является особенно дорогостоящим;

- результат работы является критическим;

- точность или высокая производительность труда имеет большое значение;

- этого требуют особенности зрительной системы работника.

Наименьшие значения освещенности из указанного ряда могут быть использованы, когда:

- коэффициенты отражения поверхностей или контрасты в поле зрения при выполнении задания являются исключительно высокими;

- скорость выполнения или точность имеют второстепенное значение;

- задание выполняется нерегулярно.

Многие рабочие помещения кажутся темными при внутренней освещенности 200 лк, поэтому минимальная рекомендуемая освещенность для длительной работы в одном рабочем пространстве составляет 200 лк независимо от легкости зрительного задания.

При создании осветительных систем иногда необходимо сочетать общее освещение и местное освещение, чтобы обеспечить повышенную освещенность на определенных участках. Оно может применяться для зрительных работ с мелкими деталями или для работ, предъявляющих особые требования, например направленность освещения. В обоих случаях дополнительное местное освещение может быть необходимым.

Разные страны включили в свои правила внутреннего освещения ряды освещенности, рекомендуемые для большинства рабочих помещений и зрительных заданий (приложение Б).

Эти рекомендации не имеют целью подменять действующие.

5.3 Яркость поверхностей рабочих помещений

Яркость поверхности, освещенной одним источником, зависит одновременно от освещенности и от характеристик отражения этой поверхности.

Распределение яркости в рабочем помещении должно приниматься во внимание помимо освещенности, предусмотренной при проектировании рабочего помещения. Следует учитывать следующие соотношения яркостей:

- между объектом зрительной работы и его непосредственным окружением, например верстаком или письменным столом (соотношения яркости);

- потолка, стены и пола (коэффициенты отражения);

- осветительных приборов и окна (ограничения яркости).

Яркость непосредственного окружения объекта должна быть, если возможно, ниже яркости объекта, но не ниже, чем треть этого значения. Если коэффициенты отражения объекта не известны заранее, то во время разработки они принимаются от 0,3 до 0,5.

В рабочих помещениях коэффициент диффузного отражения потолка или внутренней поверхности кровли должен быть как можно больше, особенно, если используют углубленные светильники, чтобы уменьшить прямую блескость, блеск и вуалирующие отблески. Коэффициенты отражения стен должны быть предпочтительно равны 0,3-0,7.

5.4 Ограничение блескости

Слепящая или дискомфортная блескость, создаваемая системой освещения или окнами, может быть устранена за счет внесения ограничений на параметры, упомянутые в 4.2.1.1.

5.4.1 Методы ограничения блескости

Во многих странах разработаны практические способы, позволяющие гарантировать, что осветительная установка не создаст блескости, приводящей к некоторой степени дискомфорта. Эти методы описаны в Публикации МКО N 55 [4].

Система показателей ослепленности, используемая в Великобритании и некоторых других странах (GL), и система вероятности зрительного комфорта (VCP), которой пользуются в Северной Америке, позволяют определить степень ослепленности, которая может возникнуть в заданной ситуации (системы оценки).

Система кривой яркости, используемая в странах Центральной Европы, гарантирует, что верхний предел яркости, выбранный по степени ослепленности, не будет превышен, не уточняя, на сколько реальные яркости будут ниже установленного верхнего предела (системы ограничения).

Один из методов выбора светильников для ограничения блескости приводится в приложении А (Публикации МКО N 29/2 [5]). Предложенная система обеспечения защиты от слепящего действия может быть использована при выборе светильников для общего освещения рабочих помещений и для проверки ограничения слепящего действия существующих осветительных установок. Следует быть осмотрительным при применении таких способов оценки слепящего действия для промышленных рабочих помещений, особенно когда выполняемое задание не предполагает работу только в одном единственном месте.

Этот метод, данный в качестве примера, не имеет целью заменить ни одну из национальных систем, используемых в настоящее время.

5.4.2 Блескость от окон

Можно дать несколько общих рекомендаций с целью уменьшения блескости:

- прошедший через окна солнечный свет может служить главным источником блескости при непосредственном попадании в глаза или после отражения. В каждом из таких случаев следует предусматривать систему экранирования солнечных лучей;

- степень дискомфорта, вызванная блескостью, создаваемой окном, зависит главным образом от яркости неба, видимого через окно, и в очень малой степени от размеров окна, за исключением случая, когда оно очень маленькое или значительно удалено от наблюдателя;

- исключая очень пасмурные дни, работник, взглянув на небо через окно без гардин, может испытать некоторое неудобство. За исключением тех случаев, когда нормальное положение персонала на своих рабочих местах исключает попадание окон в их поле зрения, все окна должны быть снабжены какими-либо средствами защиты (например, гардинами, шторами, ставнями), снижающими яркость неба в ясные дни, пропуская или не пропуская солнечный свет;

- другие способы уменьшения дискомфорта, возникающего из-за наличия окон, без снижения количества прошедшего в помещение дневного света, состоят в разумном выборе формы и коэффициента отражения поверхностей, окружающих окна, чтобы увеличить яркость пространства, непосредственно вокруг светопроема;

- слепящая блескость устраняется при таком расположении рабочих мест, чтобы свет неба высокой яркости, проходящий через окно, не попадал в поле зрения при выполнении задания.

5.5 Блеск и вуалирующие блики

Существует много способов устранения воздействия блеска и вуалирующих бликов, которые были описаны в 4.2.1. Наиболее эффективным способом является размещение персонала и/или реального источника света таким образом, чтобы его отражения не попадали в глаза работающему. Дополнительный способ направлен на снижение яркости используемых материалов.

Блики, отвлекающие или расстраивающие внимание и находящиеся вблизи поля зрения при выполнении задания, могут быть устранены, если исключить применение направленно-отражающих покрытий для рабочих столов и других подобных плоскостей.

Вуалирующие блики приводят к снижению контрастов задания. Карандашные линии, например, различаются с трудом, если на них падает свет, так как отблески меняют их окраску от черного до бледно-серого. Печатные тексты испытывают такое же воздействие. В этом случае лучшим способом защиты является правильное взаимное размещение, при котором вуалирующие блики не попадают в глаза. Если это невозможно, то нежелательный эффект можно устранить, увеличив освещенность объекта посредством местного освещения, направленного таким образом, чтобы оно само не способствовало появлению вуалирующих бликов.

Другие способы состоят в выборе светильников с большой площадью поверхности и низкой яркостью или светильников с пониженной яркостью в направлении возможного отражения. Увеличивая яркость всего потолка при использовании матовых отделочных покрытий с высоким коэффициентом отражения для потолка, стен и пола и желательно добавляя к этому светильники, направляющие свет вверх, добиваются снижения блеска и вуалирующих бликов. Коэффициент передачи контраста (КПК) введен как количественное выражение этих эффектов (Публикация МКО N 19/2 [6]).

5.6 Дневной свет

Достижения электрического освещения не устранили заметного предпочтения, отдаваемого дневному свету в зданиях всегда, когда это возможно. Дневной свет используют шире в жилых помещениях, бюро, школах, больничных палатах, чем на заводах и в магазинах.

В некоторых климатических условиях использование дневного света, проходящего через зенитные фонари в покрытии здания, позволяет сэкономить большую часть энергии, предназначенной для освещения неглубоких залов и цехов, но в ущерб теплообмену, связанному с увеличением площади остекления (Публикация МКО N 16 [7]).

5.6.1 Критерии

Окна позволяют обеспечить:

- зрительный контакт с внешним миром;

- полезное освещение рабочих поверхностей в рабочих помещениях.

Дневной свет, проходящий через зенитные фонари, позволяет видеть состояние неба и наблюдать за атмосферными условиями, но оно не обеспечивает зрительного контакта, подобного контакту через окна. С субъективной точки зрения зенитное естественное освещение больше уподобляется электрическому освещению, чем дневному свету, проникающему через окно.

Желательно прямое попадание солнечного света внутрь некоторых типов зданий, например в жилые здания, расположенные в умеренном климате, но его следует избегать в рабочих зонах производственных зданий. Солнечная энергия, связанная с дневным светом, влечет за собой поступление тепла в рабочие помещения во время летнего периода, в связи с чем может возникнуть потребность кондиционирования в очень жаркое время; в холодное время, напротив, прошедшая через остекление солнечная энергия способствует уменьшению стоимости обогрева. Однако потери тепла через стекла могут в холодное время свести на нет эту экономию и даже увеличить стоимость обогрева.

Оптимальные размеры и формы окон и/или фонарей должны быть определены для каждого здания в зависимости от местных условий, учитывая архитектурные, зрительные, тепловые, акустические особенности и требования к освещению. Экономия энергии имеет большое значение, но не должна приносить в жертву удобство жителей или персонала.

Блескость, обусловленная наличием окон, описана в 5.4.2.

5.6.2 Требования, связанные с восприятием внешнего мира

Минимальная площадь остекления в постоянно занятых рабочих помещениях должна учитывать доказанную необходимость иметь зрительный контакт с внешним миром.

Исследования показали, что ширина окон в жилых комнатах и в некоторых рабочих помещениях должна составлять, по меньшей мере, 55% ширины соответствующей стены. Полученный при таких условиях вид окружающей местности наиболее предпочтителен для служащих.

Однако в рабочих помещениях большой площади вид внешнего пространства можно считать достаточным, если застекленная поверхность занимает от 20% до 30% внутренней поверхности стены, на которой расположены окна; но эта достаточность резко падает, когда относительная площадь окон становится меньше 20%. Соотношение между шириной окна и шириной непрозрачной части соответствующей стены должно составлять от 1,5:1 до 3:1. Оно может быть меньше, если имеются вертикальные простенки между застекленными поверхностями, и это решение предпочтительно, учитывая, что окна должны быть равномерно расположены по всему рассматриваемому периметру. Окна, через которые проходит прямой свет неба, могут привести к дискомфорту и уменьшению удовлетворенности естественным освещением. В подобных помещениях предпочтительней, чтобы высота подоконной стены не превышала 0,9 м от пола, чтобы обеспечивать достаточно хороший контакт с внешним миром.

5.6.3 Требования к освещению

Окна, размеры которых отвечают требованиям 5.6.2, обеспечивают освещение, соответствующее рабочему помещению в дневной период. Это относится к рабочим помещениям, глубина которых приблизительно в два-три раза больше расстояния, отделяющего верх окна от подоконника. Это имеет значение только для светлых окон и для окон с относительно малой площадью переплетов.

Дополнительное электрическое освещение, соответствующим образом дополняющее дневной свет, может улучшить распределение светлоты в глубоких рабочих помещениях и исключить зоны полутени в частях помещения, удаленных от окон.

5.6.4 Естественное освещение

Уровни освещенности, создаваемые дневным светом, изменяются в течение дня и зависят в значительной мере от состояния неба, загрязненности, ориентации окон или кровельных фонарей, а также от географического положения. Ввиду постоянного изменения яркости неба расчеты освещенности от дневного света в основном заключаются в учете средней продолжительности времени за день, месяц или год, когда естественное освещение рабочей поверхности обеспечивает или превышает требуемую для работы освещенность. В остальное время следует использовать электрическое освещение. Время использования дневного света в часы ежедневной работы позволяет предопределить возможную экономию энергии и себестоимости, обусловливаемые использованием естественного освещения.

Возможные расчеты, учитывающие ориентацию, должны основываться на известном распределении яркости в помещении при средних условиях свечения неба (средних за длительный период).

5.6.5 Естественное и искусственное освещение

Искусственное освещение дополняет естественное освещение или его заменяет полностью, когда один дневной свет не может обеспечить достаточную освещенность рабочей поверхности. Освещенность, обеспечиваемая электрическим освещением, предусматривается исходя из наиболее неблагоприятных условий естественного освещения, то есть при полном его отсутствии. Устройство переключения и/или регулирования должно быть установлено таким образом, чтобы можно было воспользоваться электрическим освещением в любой момент и в любом месте, если освещенность, обеспечиваемая дневным светом, упадет ниже необходимого значения.

В некоторых рабочих помещениях может быть необходимым освещение комнаты полностью электрическим светом. Особое внимание в этом случае следует уделять яркости поверхности стен, потолков и полов. Это необходимо потому, что комната с темными стенами и слабой вертикальной освещенностью кажется мрачной, даже если рабочая поверхность освещена надлежащим образом.

5.7 Цвет источников

Цветовые характеристики лампы, практически белой, характеризуются двумя следующими свойствами:

а) собственным видимым цветом самой лампы;

б) способностью цветопередачи, которая в свою очередь влияет на видимый цвет объектов, освещенных лампой.

Видимый цвет источника света и его свойство передавать цвета зависят от спектрального состава излучаемого света. Однако совершенно разные спектральные составы излучения могут давать похожий видимый цвет, но порождают большие различия в цветопередаче. Таким образом, невозможно сделать выводы об особенностях передачи цветов лампой на основе ее видимого цвета.

5.7.1 Цветовосприятие

"Цветовосприятие" лампы относится к видимому цвету (цветности) света, который она излучает. Цветность излучения лампы выражается коррелированной цветовой температурой.

Лампы, обычно используемые для освещения помещений, могут быть разделены на три группы в соответствии с их коррелированной цветовой температурой (таблица 2).


Таблица 2

Цветовое восприятие объектов зависит от спектрального распределения света, который их освещает, цветовой адаптации наблюдателя и характеристик спектрального отражения поверхности объектов.

5.7.2 Цветопередача

Чтобы располагать объективной информацией об особенностях цветопередачи источника света, вводят общий индекс, цветопередачи. Этот индекс равен 100, если источник света производит такой же эффект, как и эталонный источник. Значение индекса снижается по мере того, как цветопередающие свойства лампы удаляются от соответствующих характеристик эталонного источника.

Чтобы упростить детализацию индексов цветопередачи ламп, используемых для освещения помещений, установили группы цветопередачи, как указано в таблице 3.


Таблица 3

5.8 Направленность света

Эффект направленности света облегчает распознавание деталей объекта. Свет, направленный с учетом защитного угла на поверхность, выявляет некоторые дефекты этой поверхности и даже ее структуру. Это может представлять особый интерес для контроля материалов.

С другой стороны, общий вид помещения лучше вырисовывается, когда его структурные особенности, находящиеся в нем люди и объекты освещены таким образом, что формы и структуры выявляются четко и привлекательно. Это происходит в том случае, когда свет правильно направлен от данного источника света. Однако освещение не должно быть слишком направленным, чтобы не порождать резких, мало приятных теней, и не должно быть слишком рассеянным, так как полностью потеряется эффект рельефности.

5.9 Мерцание и стробоскопический эффект

Свет, излучаемый любыми лампами, питающимися от сети переменного тока, характеризуется периодическими колебаниями, небольшими для ламп накаливания и люминесцентных ламп, но намного заметными для газоразрядных ламп. Эти колебания вызывают ощущение мерцания или стробоскопические эффекты, или оба вместе. Основные периодические колебания частотой 100 (120) Гц характерны для светового потока ламп, работающих на переменном токе частотой 50 (60) Гц. Эти колебания происходят очень быстро и редко могут быть замечены глазом. В некоторых люминесцентных лампах, однако, также присутствуют колебания частотой 50 (60) Гц, особенно возле электродов, на краях лампы, и некоторыми людьми воспринимаются как мерцание. Это ощущение можно устранить, прикрывая соответствующим образом концы люминесцентных ламп. Мерцание обычно усиливается в связи со старением люминесцентных ламп и может быть устранено регулярной заменой ламп.

Мерцание светового потока газоразрядных ламп, ртутных ламп высокого давления, металло-галогенных и натриевых ламп ощущается в большей степени для ламп в прозрачной колбе, чем для ламп в колбе с люминесцентными покрытиями.

Мерцание, вызванное непериодическими колебаниями напряжения питания, хотя обычно заметно, не представляет сложности.

Стробоскопический эффект, создаваемый вращающимися машинами и другими движущимися объектами, является помехой, если стробоскопическое изображение появляется на объекте, требующем постоянного внимания. Это может быть опасным, если дело касается вращающихся частей машины, создавая ложное впечатление малой скорости, неподвижности или даже вращения в противоположном направлении. Все это представляет потенциальный риск. Этого можно избежать, освещая вращающиеся узлы машин индивидуальными лампами накаливания. Однако стробоскопический эффект часто специально применяется для контроля.

Стробоскопический эффект может быть уменьшен распределением ламп на три фазы или использованием в люминесцентных лампах двойных цепей с фазовым сдвигом. Наиболее эффективным способом снижения эффектов мерцания и стробоскопических эффектов является питание ламп током высокой частоты.

5.10 Эффективность электрического освещения

Полная стоимость осветительной установки зависит от капитальных вложений и стоимости эксплуатации. Стоимость эксплуатации определяется:

- желаемой освещенностью;

- эффективностью ламп и коэффициентом полезного действия светильников;

- коэффициентом использования системы освещения;

- стоимостью ухода;

- временем использования;

- постоянной или периодической работой осветительной установки.

Выбирая наиболее экономную систему, следует учитывать не только исходную стоимость, но и эксплуатационные расходы за определенный период времени. Это значит, что принятие более высоких капитальных вложений в создание освещения может способствовать снижению полной стоимости.

Рекомендуемые уровни освещенности (таблица 1) основаны на соотношении между зрительной работоспособностью и яркостью объекта, на практическом опыте и экономических расчетах.

Потребление энергии и самая большая часть эксплуатационных расходов сокращаются пропорционально увеличению эффективности ламп и коэффициента использования светильников в данной ситуации.

Коэффициент использования учитывает коэффициент полезного действия светильников, распределение интенсивности света, способы их установки и характеристики помещения как с точки зрения размеров, так и коэффициентов отражения поверхностей вышеуказанного помещения. Чем выше коэффициент использования, тем ниже стоимость эксплуатации освещения и потребление энергии.

Надлежащий уход является также важным фактором, который следует учитывать, касаясь экономических аспектов освещения. Лучшим было бы содержание в порядке установки освещения за счет регулярной замены ламп и периодической очистки установки и поверхностей помещения, при этом различие между начальным уровнем освещенности, создаваемым осветительной установкой, и рекомендуемой освещенностью будет небольшим.

Чтобы более гибко использовать освещение, можно больше прибегать к локализованному освещению или объединять последнее с общим освещением. Местное освещение также должно использоваться, если в каких-то местах необходима большая яркость. Управление посредством коммутатора или регулятора, позволяющее снизить излишнее освещение или его изменять в зависимости от имеющегося дневного света, способствует сокращению потребления энергии и эксплуатационных расходов.