МІКРОКЛІМАТ І ЙОГО ГІГІЄНІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ. МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ ТА ГІГІЄНІЧНА ОЦІНКИ ТЕМПЕРАТУРИ, ВОЛОГОСТІ, ШВИДКОСТІ РУХУ ПОВІТРЯ ТА РАДІАЦІЙНОЇ ТЕМПЕРАТУРИ.
МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ І ГІГІЄНІЧНА ОЦІНКА ПРИРОДНОГО І ШТУЧНОГО ОСВІТЛЕННЯ ПРИМІЩЕНЬ.
Гігієна є саме тією профілактичною медичною наукою, котра зосереджує увагу на оцінці умов довкілля, що впливають на здоров'я людей, на розробленні критеріїв якості навколишнього середовища та на науковому обґрунтуванні оптимальних для людини параметрів навколишнього середовища, що є основою гігієнічного нормування.
Комплексним показником, який відзеркалює стан будь-якої людської популяції, є рівень здоров'я — природний стан організму, що характеризується його певною рівновагою з біосферою і відсутністю будь-яких хворобливих змін. За офіційним визначенням ВООЗ: "Здоров'я — стан повного фізичного, духовного і соціального добробуту, а не лише відсутність захворювання або фізичних дефектів". З огляду на це, здоров'я може мати багато рівнів і розцінюватись як стан структури, функції та адаптаційних можливостей людини, який забезпечує її життя.
Фізичні властивості повітряного середовища та їх гігієнічне значення.
Вивчення фізичних факторів атмосфери почнемо з гігієнічного значення температури, вологості і руху повітря, після чого можна буде перейти до розгляду комплексного діяння їх на організм людини.
Температура повітря — фактор несталий, вона безперервно змінюється. Повітря в тропосфері нагрівається головним чином за рахунок сонячної енергії. Оскільки повітря добре пропускає сонячне проміння, то останнє, проходячи через товщу атмосфери, нагріває її лише на дуже незначну величину — на 0,015— 0,02°Ц за годину.
Цілком природно, що температура нижніх шарів повітря змінюється залежно від температури земної поверхні (ґрунту або води), тобто підвищується з її нагріванням і навпаки.
Амплітуда добових коливань температури повітря може бути різною залежно від умов. Так, найменша амплітуда спостерігається на полюсах, найбільша — на екваторі. На екваторі приблизно половину доби сонце нагріває земну поверхню, а в другій половині доби інсоляції немає; це й зумовлює сильне охолодження ґрунту і великі амплітуди добових коливань температури повітря.
На полюсах день і ніч тягнуться тривалий час, місяцями, тому й температури тримаються довго на одному рівні з незначними амплітудами коливань.
Амплітуди коливань температури повітря над материками більші, ніж над великими водними просторами. Це є наслідком того, що вода через свою високу теплоємність (теплоємність води 1,0, ґрунту 0,5, повітря 0,003 і т. ін.) повільно нагрівається, але зате й повільно остигає, що приводить до пом'якшення амплітуди коливань температури повітря над великими водоймами.
Добова амплітуда коливань температури повітря в долинах і на плоскогір'ях більша, ніж у горах. Причиною цього є те, що площа стикання поверхні землі з повітряними масами в долинах і на плоскогір'ях більша.
Добова амплітуда коливань температури при хмарній погоді менша, ніж при ясній, бо хмари вдень перешкоджають інтенсивному нагріванню, а вночі — випромінюванню теплового проміння в світовий простір, тобто охолодженню.
Є також річні коливання температури, які залежать від кількості сонячної енергії, що надходить у різні сезони року. Мають деяке значення й інші фактори, але коливання кількості сонячної енергії роблять головний вплив. Тому на полюсах, куди взимку майже не надходить сонячне проміння, а влітку інсоляція порівняно значна, річна амплітуда велика, а на екваторі, навпаки, мала. Отже, річні коливання температур залежать від широти місцевості. Значною мірою вони залежать і від близькості до великих водойм, які, акумулюючи тепло, пом'якшують добові і річні коливання температури повітря.
Змінюється температура повітря і з висотою, а саме, з підйомом угору вона падає. Це, на перший погляд, парадоксальне явище пояснюється тим. як уже відмічалося вище, що повітря нагрівається не прямим промінням, а нагрітою цим промінням земною поверхнею.
Під
час підйому на гори або при польотах на кожні
Температура повітря впливає на організм людини та її здоров'я через рецептори шкіри, легень і слизових оболонок. Вона діє як тепловий фактор.
компакт диск кафедральний підручник
Відомо, що людина є постійним продуцентом тепла, що людський організм в результаті споживання їжі використовує наявну в ній потенціальну енергію і виділяє її переважно у вигляді тепла.
Більша частина тепла втрачається через шкіру і слизові, частина йде на нагрівання їжі, води і вдихуваного повітря. Через шкіру втрачається головна маса тепла: за даними одних авторів— 85—90%, а за даними інших — навіть 95%, отже, тільки 4—6%, в середньому 5% тепла, втрачається на нагрівання їжі, вдихуваного повітря і води.
У зв'язку з цим цікаво було вивчити, як же відбувається віддача тепла шкірою.
Виявилось, що шкіра втрачає тепло трьома шляхами: випромінюванням, проведенням і на випаровування вологи (поту).
Шляхи тепловіддачі організму за різної температури повітря ( суцільна лінія-тепловіддача випромінюванням і конвекцією; пунктирна лінія- випаровуванням ( вологість 50% , швидкість руху повітря 0,2 м/с, температура стін дорівнює температурі повітря ))
Людина при легкій роботі в кімнатних умовах втрачає випромінюванням близько 40%, проведенням— близько 30% і випаровуванням — близько 20% тепла. Ці цифри наведені для орієнтування, а насправді вони значно коливаються залежно від умов.
К о н д у к ц і я— це перехід тепла через стикання предметів, а також часток повітря від більш нагрітого до менш нагрітого. Під конвекцією розуміють передачу тепла через посередників — повітря, пару, рідину, частинки яких, нагріваючись "при контакті з теплішим тілом, забирають тепло і віддають його при стиканні з більш холодними предметами. Через різницю температур у проміжному середовищі, наприклад, у повітрі, утворюються конвекційні течії. Ці два способи — кондукція і конвекція — об'єднуються в поняття теплопроведення.
Третій шлях втрати тепла — на випаровування
вологи. Людська шкіра завжди вкрита потом, вода
якого й випаровується. Для цього необхідна затрата тепла (прихована
температура випаровування). Для випаровування
Під хімічною терморегуляцією розуміють посилення або сповільнення хімічних процесів теплоутворення в організмі.
Наприклад, в холодну пору року температурні подразники зовнішнього середовища, діючи на рецептори шкіри, викликають імпульси-відповіді з боку центральної нервової системи, які виражаються в підвищенні хімічних процесів теплоутворення і в прагненні до більш калорійної їжі.
До фізичної терморегуляції належить звуження або розширення кровоносних судин шкіри завдяки тим же імпульсам з боку центральної нервової системи. В разі діяння холоду поверхневі шкірні судини звужуються, приплив теплої крові до поверхні шкіри зменшується, отже, з поверхні шкіри менше втрачається тепла.
У жарку пору, коли організму необхідно більше віддавати тепла, судини розширюються, чим створюються умови для більшої віддачі тепла з поверхні шкіри. До фізичної терморегуляції належить також потіння. Звичайно при низьких температурах переважне значення має хімічна терморегуляція, а при високих — фізична. Певна річ, на віддачу тепла організмом впливає не тільки температура повітря, — на ній ми зупиняємось, лише тому, що в даний момент вивчаємо цей метеорологічний фактор. Пізніше ми ознайомимось і з іншими факторами, що. впливають на тепловий обмін (вологість і рух повітря, промениста енергія).
Організм людини, як говорилося вище, регулює теплопродукцію і кровоносних судин шкіри завдяки тим же імпульсам з боку центральної нервової системи. В разі діяння холоду поверхневі шкірні судини звужуються, приплив теплої крові до поверхні шкіри зменшується, отже, з поверхні шкіри менше втрачається тепла.
У жарку пору, коли організму необхідно більше віддавати тепла, судини розширюються, чим створюються умови для більшої віддачі тепла з поверхні шкіри. До фізичної терморегуляції належить також потіння. Звичайно при низьких температурах переважне значення має хімічна терморегуляція, а при високих — фізична. Певна річ, на віддачу тепла організмом впливає не тільки температура повітря, — на ній ми зупиняємось, лише тому, що в даний момент вивчаємо цей метеорологічний фактор. Пізніше ми ознайомимось і з іншими факторами, що. впливають на тепловий обмін (вологість і рух повітря, промениста енергія).
http://medichelp.ru/index.php?category=394&page=614
Організм людини, як говорилося вище, регулює теплопродукцію і станеться порушення діяльності — параліч теплорегуляційних центрів головного мозку, після чого температура тіла швидко підвищується і може настати тепловий удар.
Перегрівання і тепловий удар можуть настати при різних умовах: в парильні, під час походу в жарку пору року, при роботі в приміщенні з високою температурою оточуючого середовища т. ін.
Ознаки теплового удару такі: почервоніння лиця, головний біль, сухість слизових, сухість і жар шкіри, прискорений пульс, слабість; в тяжких випадках — знепритомнення і навіть смерть.
Людина протягом усього свого життя зазнає діяння водяної пари повітря. Кількість її в повітрі постійно змінюється: вона то зменшується, то збільшується. Коли в повітрі нагромаджується багато водяної пари, то умови для випаровування вологи погіршуються. В повітрі, нарешті, може нагромадитись така кількість водяної пари, що її пружність дорівнюватиме пружності рідини, яка випаровується, — і тоді випаровування припиняється.
Випаровування залежить від температури повітря: чим вища остання, тим інтенсивніше відбувається випаровування. Тому випаровування немовби йде слідом за температурою повітря: підвищується температура повітря — підвищується і випаровування; знижується температура повітря — падає і випаровування.
Для гігієнічної оцінки повітря важливо знати відносну вологість. Але для того, щоб обчислити відносну вологість, слід знати абсолютну і максимальну вологість. Тому необхідно нагадати, що означають ці поняття.
Абсолютна
вологість -- це кількість водяної пари в г, яка міститься в даний момент в
Максимальна
вологість визначається тією кількістю водяної пари в г, яка насичує повністю
Відносна вологість — цевідношення абсолютної вологості до максимальної при даній температурі, виражене в процентах, тобто:
F = (e/E)*100,
де F — відносна вологість; е — абсолютна вологість; Е — максимальна
В гігієні користуються ще поняттям фізіологічна відносна вологість. Вона являє собою відношення абсолютної вологості при даній температурі повітря до максимальної вологості при 36,50, виражене в процентах. Фізіологічна відносна вологість характеризує здатність повітря сприймати вологу, що випаровується при температурі людського тіла. Вона дає можливість точніше оцінити вплив вологого повітря на людину.
Припустимо, що в даному приміщенні абсолютна
вологість
Вологість повітря може бути схарактеризована і так званим дефіцитом насичення. Дефіцит насичення — це різниця між максимальною та абсолютною вологістю при одній і тій же температурі.
Поряд з цим є ще поняття фізіологічний дефіцит насичення. Це — різниця між максимальною вологістю при температурі тіла людини (36,5°) і абсолютною вологістю повітря. Фізіологічний дефіцит насичення дає можливість орієнтовно встановити, скільки грамів води людина може втратити шляхом випаровування в даних умовах.
В повітря постійно надходить багато вологи, бо в природі дуже багато джерел пароутворення. Всі водні поверхні, починаючи від океанів і закінчуючи річками й озерами, є джерелами пароутворення.
Людський організм постійно втрачає вологу або у вигляді водяної пари, або у вигляді краплинно-рідкої води. Встановлено, що в спокійному стані при кімнатній температурі людина втрачає через шкіру близько 20% води, через легені — близько 15%, решту — сечею і фекаліями. Отже, в цих умовах близько 35% води втрачається у вигляді випарів і 65% — в рідкому вигляді з фекаліями і сечею. При роботі та високій температурі повітря, навпаки: 60% води втрачається випаровуванням зі шкіри та легенями і значно менше припадає на втрату вологи сечею і фекаліями. Якщо з цього боку підійти до оцінки вологості повітря, то стає зрозумілим її гігієнічне значення.
Людина під час роботи, особливо в умовах високої температури, повинна втрачати більше вологи випаровуванням, тому дуже важливо, як сприйматиме повітря вологу, що випаровується людською шкірою і легенями. Якщо повітря буде сухе, організм легко віддаватиме вологу випаровуванням, а якщо воно вже насичене водяною парою, то віддача вологи випаровуванням буде утруднена.
Враховуючи вплив вологості повітря на випаровування вологи з поверхні шкіри людини і, значить, на її теплообмін, гігієністи розробили норми вологості повітря. При кімнатній температурі (18—20°) і при легкій роботі нормою вологості прийнято вважати від 30 до 70%. Деякі гігієністи звужують верхню границю вологості повітря до 60%.
Запропоновано схему для оцінки повітря за вологістю: повітря називають сухим, коли водяної пари в ньому менше 55%, помірно сухим — при вологості від 56 до 70%, помірно вологим— від 71 до 85%, сильно вологим — понад 86% і насиченим— 100%.
На тепловий обмін і теплове самопочуття людини, крім температури та вологості, впливає і рух повітря.
У природних умовах первинною причиною переміщення повітряних мас є нерівномірне їх нагрівання біля екватора і біля полюсів, причому над екватором густина повітря внаслідок нагрівання зменшується і воно піднімається вгору, а охолоджене, більш густе і важке повітря від полярних країн рухається вздовж поверхні землі в напрямі до екватора. Внаслідок цього безперервно відбувається загальна циркуляція атмосфери. В північній півкулі, в нижніх шарах атмосфери, спостерігається течія повітря з півночі на південь, однак внаслідок обертання землі ця течія відхиляється вправо і набирає напряму з північного сходу на південний захід. В південній півкулі течія повітря в нижніх шарах атмосфери йде з півдня до екватора і, відхиляючись з тих же причин вліво, набирає напряму з південного сходу на північний захід. З другого боку, у верхніх шарах атмосфери є дві протилежні повітряні течії, які мають напрям від екватора до обох полюсів, причому в північній півкулі течія йде з південного заходу, а в південній — з північного заходу.
Верхні повітряні течії в міру піднімання вгору і віддаляння від екватора охолоджуються й поступово опускаються до поверхні землі, перетворюючись у нижню течію, що має напрям до екватора, а нижні течії обох півкуль в міру нагрівання внаслідок наближення до екватора стають легшими і біля екватора піднімаються у верхні шари атмосфери, даючи початок верхнім течіям, що йдуть до полюсів.
Рух повітря поряд з температурою і вологістю його впливає на віддачу тепла організмом і, значить, на теплообмін людини.
Розглянемо такий приклад. Припустимо, що температура по вітря висока, лише трохи нижча від температури людського тіла. Висока також відносна вологість. За таких умов віддача тепла тілом людини буде утруднена, бо і температура повітря висока, близька до температури людського тіла, і вологість висока, яка перешкоджає тепловіддачі шляхом випаровування поту. Перебування людини в таких умовах призводитиме до перегріву.
Припустимо, що людину щойно ввели в приміщення з зазначеними метеорологічними умовами. Перший час їй відносно лег-ко віддавати тепло, а чим далі, тим важче, бо повітряна оболонка, що оточує тіло, теж нагрівається від тепла, що виділяється людиною, і це утруднює тепловіддачу. А якщо змінювати повітряну оболонку, скажімо, побула в ній деякий час людина,—цю оболонку прибрати, а іншу підвести і т. ін., тоді людина перебуває в ній так, немовби вона тільки що опинилася в цих метеорологічних умовах, і їй легше віддавати тепло. Рух повітря і створює ці умови. Він навіть при температурі повітря, вищій від температури людського тіла, також сприяє віддачі тепла, якщо тільки вологість невисока. В даному разі нові порції сухого повітря, які обтікають тіло людини, посилюють випаровування, тобто тепловіддачу.
Розглянемо інший приклад — за наявності низької температури повітря. Таке повітря охолоджує людське тіло. Якщо уявити собі навколо людини незмінну повітряну оболонку, то тіло буде трохи нагрівати її і вона не охолоджуватиме так сильно людське тіло. Якщо ж ми будемо весь час підводити нові порції повітря, то тіло охолоджуватиметься значно сильніше.
Тому рух повітря слід обов'язково облічувати одночасно з температурою і вологістю його з метою повного визначення теплового відчуття людини залежно від стану повітряного середовища.
Вивчення температурного режиму повітря приміщення
Для повної характеристики температурного режиму приміщень заміри температури проводяться в 6 та більше точках.
Термометри
(ртутні, спиртові, електричні, чи сухі термометри психрометрів) розміщують на
штативах по діагональному перерізу лабораторії в 3 точках на висоті
Показання термометрів знімають після експозиції 10 хв. в точці вимірювання.
Розрахунок параметрів температурного режиму повітря приміщень:
а) середня температура приміщення:
75
а) tсер.= ,
б) перепад температури повітря по вертикалі:
Dtверт. = - ,
в) перепад температури повітря по горизонталі:
Dtгор.= -
Схеми і всі розрахунки заносять в протокол, складають гігієнічний висновок. При цьому керуються тим, що оптимальна температура повітря в житлових і учбових приміщеннях, палатах для госпіталізації соматичних хворих повинна бути в інтервалі +18 – +21оС, перепад температури по вертикалі повинен бути не більше 1,5-2,0оС, а по горизонталі – не більш 2,0-3,0оС. Добові коливання температури визначають за термограмою, яку готує лабораторія за допомогою термографа, і нормуються в межах 6оС.
Критеріями гігієнічної оцінки житлових і громадських приміщень є допустимі та оптимальні норми температури, представлені в таблиці 1.
Таблиця 1
Норми температури для житлових, громадських
і адміністративно-побутових приміщень
Період року |
Температура |
|
Оптимальна |
Допустима |
|
Теплий |
20-22оС 23-25оС |
Не більше, ніж на 3оС вище розрахункової температури зовнішнього повітря* |
Холодний і перехідний |
20-22оС |
18 – 22оС** |
Примітка:
* Для громадських і адміністративно-побутових приміщень з постійним перебуванням людей допустима температура не більше 28оС, а для районів з розрахунковою температурою зовнішнього повітря 25оС і вище – не більше 33оС.
** Для громадських і адміністративно-побутових приміщень з перебуванням людей в вуличному одязі допустима температура 14оС.
Норми встановлено для людей, які знаходяться в приміщенні більше 2 годин і безперервно.
Норми температури повітря робочої зони виробничих приміщень регламентуються Держстандартом 12.1.005-88 “Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочої зони” у залежності від пори року (холодна, тепла) та категорії робіт (легка, середньої важкості, важка).
Так, оптимальні норми температури в холодний період встановлені в межах 21-24оС при виконанні легкої роботи та 16-19оС при виконанні важкої роботи. В теплий період, ці інтервали відповідно 22-25оС і 18-22оС. Допустима максимальна температура в теплий період не більше 30оС, мінімальна в холодний період – 13оС.
Визначення радіаційної температури і температури стін
Для визначення радіаційної температури в приміщеннях використовують кульові термометри, а температури стін – пристінні термометри (мал. 6.1. а, б)
Кульовий термометр складається з термометра, розміщеного в порожнистій
кулі з діаметром 10-
Визначення радіаційної температури також проводиться на рівнях 0,2 і
Прилад має значну інерцію (до 15 хв.), тому показання термометра знімають не раніше цього строку.
При комфортних умовах мікроклімату різниця в показаннях кульового
термометра на рівнях 0,2;
Мал. Термометри для вимірювання радіаційної температури
а – Кульовий чорний термометр в розрізі
(1 – куля
діаметром
2 – термометр з резервуаром в центрі кулі)
б – Пристінний термометр з плоским спірально вигнутим резервуаром
(1 – термометр; 2 – базова обкладинка (поролон); 3 – клейка стрічка) Для різних приміщень рекомендуються приведені нижче величини радіаційної температури (табл.2).
Таблиця 2
Нормативні величини радіаційних температур для різних приміщень
Вид приміщення |
Радіаційна температура, оС |
Житлові приміщення |
20 |
Учбові лабораторії, класи |
18 |
Аудиторії, зали |
16-17 |
Фізкультурні зали |
12 |
Ванні кімнати, басейни |
21-22 |
Лікарняні палати |
20-22 |
Лікарські кабінети |
22-24 |
Операційні |
25-30 |
Для визначення температури стін приміщення використовують спеціальні
пристінні термометри з плоским, спірально вигнутим резервуаром, який
прикріплюють до стіни спеціальною замазкою (віск з добавкою каніфолі) або
алебастром. Температуру стін також визначають на рівнях 0,2 і
Визначення вологості повітря за допомогою психрометрів
Визначення абсолютної та відносної вологості повітря станційним психрометром Августа (мал. 6.2-а).
Резервуар психрометра заповнюють водою. Тканину, якою обернено резервуар
одного з термометрів приладу опускають у воду з тим, щоб сам резервуар був на
відстані ~
Мал. 6.2. Прилади для визначення вологості повітря
(а - психрометр Августа; б – психрометр Ассмана; в – гігрометр)
Абсолютну вологість вираховують за формулою Реньо:
А = f – a ∙ (t - t1) B,
де А – абсолютна вологість повітря при даній температурі в мм рт.ст.;
f – максимальний тиск водяної пари при температурі вологого термометра (знаходять у таблиці насичених водяних парів, табл. 3);
а – психрометричний коефіцієнт, який дорівнює 0,0011 для закритих приміщень;
t – температура сухого термометра;
t1 – температура вологого термометра;
В – барометричний тиск у момент визначення вологості (знаходять за показаннями барометра), мм рт.ст.
Відносну вологість розраховують за формулою:
P = ,
де Р – відшукувана відносна вологість, %;
А – абсолютна вологість, мм рт.ст.;
F – максимальний тиск водяної пари при температурі сухого термометра, в мм рт.ст. (знаходять у таблиці насичених водяних парів, табл.3).
Таблиця 3
Максимальний тиск водяної пари повітря приміщень
Температура повітря, оС |
Тиск водяної пари, мм рт. ст. |
Температура повітря, оС |
Тиск водяної пари, мм рт. ст. |
-20 |
0,94 |
17 |
14,590 |
-15 |
1,44 |
18 |
15,477 |
-10 |
2,15 |
19 |
16,477 |
-5 |
3,16 |
20 |
17,735 |
-3 |
3,67 |
21 |
18,630 |
-1 |
4,256 |
22 |
19,827 |
0 |
4,579 |
23 |
21,068 |
1 |
4,926 |
24 |
22,377 |
2 |
5,294 |
25 |
23,756 |
4 |
6,101 |
26 |
25,209 |
6 |
7,103 |
27 |
26,739 |
8 |
8,045 |
30 |
31,843 |
10 |
9,209 |
32 |
35,663 |
11 |
9,844 |
35 |
42,175 |
12 |
10,518 |
37 |
47,067 |
13 |
11,231 |
40 |
53,324 |
14 |
11,987 |
45 |
71,83 |
15 |
12,788 |
55 |
118,04 |
16 |
13,634 |
100 |
760,0 |
Відносну вологість визначають і за психрометричними таблицями для психрометрів Августа (при швидкості руху повітря 0,2 м/с). Її значення знаходять в точці перетину показників сухого і вологого термометрів, табл. 4
Принцип роботи психрометра оснований на тому, що інтенсивність випаровування вологи з поверхні зволоженого резервуару психрометра пропорційна сухості повітря: чим воно сухіше, тим нижчі показники зволоженого термометра порівняно з сухим у зв’язку з тим, що тепло зволоженого психрометра втрачається на сховане тепло паротворення.
Визначення вологості повітря за допомогою аспіраційного психрометра Ассмана
Істотним недоліком психрометра Августа є його залежність від швидкості руху повітря, яка впливає на інтенсивність випаровування, а значить і на охолодження вологого термометра приладу.
У психрометра Ассмана цей недолік ліквідовано за рахунок вентилятора, який створює біля резервуарів термометрів постійну швидкість руху повітря 4 м/сек, а тому його показники не залежать від цієї швидкості в приміщенні чи за її межами. Крім цього, резервуари термометрів цього психрометра захищені від радіаційного тепла за рахунок віддзеркалюючих циліндрів навколо резервуарів психрометра.
За допомогою піпетки змочують батист вологого термометра аспіраційного психрометра Ассмана, заводять пружину аспіраційного пристрою або вмикають в розетку електропровід психрометра з електровентилятором, після чого психрометр підвішують на штатив в точці визначення. Через 8-10 хвилин знімають показники сухого та вологого термометрів.
Абсолютну вологість повітря розраховують за формулою Шпрунга:
A = t – 0,5 ∙ (t - t1) ,
де А – абсолютна вологість повітря, мм рт.ст ;
t – максимальний тиск водяної пари при температурі вологого термометра (знаходять в таблиці насичених водяних парів, табл. 3);
0,5 – постійний психрометричний коефіцієнт;
t – температура сухого термометра;
t1 – температура вологого термометра;
В – барометричний тиск в момент визначення, мм рт.ст.
Відносну вологість визначають за формулою:
Р = А × ,
де: Р – відшукувана відносна вологість, %;
А – абсолютна вологість, мм рт.ст.;
F – максимальна вологість при температурі сухого термометра, мм рт.ст. (табл. 3).
Відносну вологість визначають і за психрометричними таблицями для аспіраційних психрометрів. Значення відносної вологості знаходять в точці перетину показників сухого і вологого термометрів.
Для визначення відносної вологості повітря використовують також волосяні, або мембранні гігрометри, які показують безпосередньо цю вологість. Принцип роботи гігрометрів оснований на подовженні знежиреної волосини чи послабленні мембрани при їх зволоженні та навпаки – при висиханні.
Таблиця 4
Норми відносної вологості в зоні житлових, громадських і адміністративно-побутових приміщень (Витяг з БНіП 2.04.05-86)
Період року |
Відносна вологість, % |
|
Оптимальна |
Допустима |
|
Теплий |
30-60 |
65* |
Холодний і перехідний |
30-45 |
65 |
Примітка:* В районах з розрахунковою відносною вологістю зовнішнього повітря більше 75% допустима вологість – 75%.
Норми встановлено для людей, які знаходяться в приміщенні більше 2 годин безперервно.
Дефіцит насичення (різниця між максимальною та абсолютною вологістю повітря) визначають по таблиці насичених водяних парів: від значення максимальної вологості повітря при показаннях сухого термометра психрометра віднімають абсолютну вологість повітря, розраховану за формулами Реньо чи Шпрунга.
Фізіологічний дефіцит насичення (різницю між максимальною вологістю повітря при температурі тіла – 36,5оС і абсолютною вологістю повітря) визначають по тій же таблиці насичених водяних парів .
Точку роси (температуру, при якій абсолютна вологість повітря стає максимальною) знаходять по тій же таблиці насичених водяних парів (табл. 3) у зворотному напрямку: за значеннями абсолютної вологості знаходять температуру, при якій ця вологість буде максимальною.
Добові коливання температури, вологості повітря та атмосферного тиску визначають за допомогою, відповідно, термографа, гігрографа, барографа (мал. ).
Мал. Самозаписуючі метеорологічні прилади.
(а – термограф; б – гігрограф; в - барограф.)
Прилад комбінованої дії – електротермоанемометр зображено на малюнку .
Мал. Електротермоанемометр
( 1 – гальванометр; 2 – перемикач живлення; 3 – клеми для підключення до мережі; 4 – вилка датчика; 5 – перемикач для визначення температури або швидкості руху повітря; 6 – перемикач “вимірювання – контроль”; 7 – ручка регулювання напруги; 8 – датчик (мікро-термоопір); 9 – захисний футляр датчика.)
МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ І ГІГІЄНІЧНА ОЦІНКА НАПРЯМКУ ТА ШВИДКОСТІ РУХУ ПОВІТРЯ
УЧБОВА ІНСТРУКЦЯ
з вивчення напрямку руху повітря
Під напрямом вітру розуміють сторону горизонту, звідки віє вітер і позначають румбами – 4 основними (Пн., Пд., Сх., Зх.) і 4 проміжними (Пн-Зх., Пн-Сх., Пд-Зх., Пд-Сх.).
Річну повторюваність вітрів в тій чи іншій місцевості зображають у графічному вигляді “рози вітрів”(
Для побудови “рози вітрів” на графіку румбів відкладають виражену у відсотках частоту вітрів кожного напрямку і з’єднують ламаною лінією. Штиль позначають колом з радіусом відповідно відсотка штильових днів.
“Розу вітрів” використовують в метеорології, аеро- і гідронавігації, а також у гігієні. В останньому випадку – для раціонального планування, взаєморозміщення об’єктів при запобіжному санітарному нагляді за будівництвом населених місць, промислових підприємств, оздоровчих об’єктів, зон відпочинку.
Напрямок руху атмосферного повітря визначається за допомогою вимпела, (на кораблях), флюгерів різної побудови та тканинного конусу (на аеродромах).
В приміщеннях, де рух повітря надто слабкий, напрямок руху повітря можна досліджувати за допомогою фумігатора (диму, синтезованого тим або іншим засобами) або відхиленням полум’я свічки.
УЧБОВА ІНСТРУКЦІЯ
з визначення швидкості руху повітря за допомогою анемометрів
Швидкість руху атмосферного повітря (а також руху повітря у вентиляційних отворах) визначають за допомогою анемометрів: чашечного (при швидкостях від 1 до 50 м/с) і крильчатого (0,5 – 10 м/с) . Робота вертикально встановленого чашечного анемометра не залежить від напрямку вітру; крильчатий анемометр потрібно чітко орієнтувати віссю на напрям вітру.
Для визначення швидкості руху повітря спочатку записують вихідні показники циферблатів лічильника (тисячі, сотні, десятки та одиниці), відключивши його від турбінки, виставляють анемометр у місці дослідження (наприклад, в створі відкритого вікна, вентиляційного отвору, надворі). Через 1–2 хв. холостого обертання вмикають одночасно лічильник обертів і секундомір. Через 10 хв. лічильник відключають, знімають нові показники циферблатів і розраховують швидкість обертання крильчатки (кількість поділок шкали за секунду – А):
А = ,
де: N1 – показання шкали приладу до вимірювання;
N2 – показання шкали приладу після вимірювання;
t – термін вимірювання в секундах.
За значенням “А” поділок/сек. на графіку (у кожного анемометра є свій індивідуальний графік згідно заводського номера приладу, що додається до анемометра), знаходять швидкість руху повітря в м/сек.
Для цього по графіку анемометра на осі абсцис знаходять відмітку, відповідну швидкості обертання в об/с, піднімають перпендикуляр до косої лінії графіка, а звідси вліво на осі ординат знаходять значення швидкості руху повітря в м/с.
Сила вітру визначається за 12-бальною шкалою: від штилю – 0 балів (швидкість руху повітря 0 – 0,5 м/с) до урагану – 12 балів (швидкість руху повітря 30 і більше м/с).
Детальніше шкала сили вітрів і швидкості руху повітря наведена в таблиці 1.
Таблиця 1.
Шкала швидкості руху повітря в балах
Бал |
Сила вітру |
Швидкість руху повітря, м/с |
0 |
Штиль (безвітря) |
0,0 – 0,5 |
1 |
Ледь помітний вітерець |
0,6 – 1,7 |
2 |
Дуже слабкий вітер |
1,8 – 3,3 |
3 |
Слабкий вітер |
3,4 – 5,2 |
4 |
Незначний вітер |
5,3 – 7,4 |
5 |
Доволі сильний (свіжий) вітер |
7,5 – 9,6 |
6 |
Сильний вітер |
9,7 – 12,4 |
7 |
Дуже сильний вітер |
12,5 – 15,2 |
8 |
Надзвичайно сильний вітер |
15,3 – 18,2 |
9 |
Буря (шторм) |
18,3 – 21,5 |
10 |
Сильна буря |
21,6 – 25,1 |
11 |
Дуже сильна буря |
25,2 – 29,0 |
12 |
Ураган |
29,0 і більше |
Учбова інструкція
з визначення швидкості руху повітря в приміщеннях за допомогою кататермометра
Кататермометр дозволяє визначити дуже слабкий рух повітря в межах від 0,1 до 1,5 м/с. Прилад представляє собою спиртовий термометр з циліндричним або кульовим резервуаром. Шкала циліндричного кататермометра градуйована в межах від 35 до 38° С, кульового – від 33 до 40°С (мал. 7.3.).
Принцип роботи кататермометра полягає в тому, що попередньо нагрітий, він втрачає тепло не лише під дією температури повітря та радіаційної температури, але і під дією руху повітря, пропорційно його швидкості.
Кататермометр призначений для визначення охолоджуючої здатності повітря, на підставі якої і розраховується швидкість руху повітря. Знаючи цю величину охолодження кататермометра та температуру навколишнього повітря, по емпіричних формулах і за таблицями можна визначити швидкість руху повітря.
Хід роботи: кульовий кататермометр занурюють в посудину з гарячою водою при температурі останньої 65 – 70° С до тих пір, поки зафарбований спирт не заповнить на 1/2-1/3 об’єм верхнього резервуару. Після цього кататермометр насухо витирають і підвішують на штатив в центрі приміщення (або в іншому місці, де необхідно визначити швидкість руху повітря). При визначенні у відкритій атмосфері кататермометр захищають від впливу променевої енергії Сонця. Далі за допомогою секундоміра визначають час в секундах, за який стовпчик опустився від Т1 до Т2. Інтервали охолодження кататермометра можна брати від 40° до 33°, тобто такий інтервал, щоб частка від ділення суми дорівнювала 36,5°.
Величину охолодження циліндричного кататермометра та кульового з інтервалом 38 – 35° знаходять за формулою:
Н = ,
де: Н – охолоджуюча здатність повітря в мкал/см2× с;
F – фактор кататермометра – постійна величина, нанесена на тильній стороні шкали, яка показує кількість тепла, втраченого з 1см2 поверхні резервуару приладу за час його охолодження з 38°С до 35°С і дорівнює більше 600 мкал/см2 (у кульового кататермометра старих випусків – при охолодженні на 1° і знаходиться в межах 200 – 250 мкал/см2);
а – термін в секундах, протягом якого кататермометр охолоджується з 38° до 35°.
При використанні кульового кататермометра старого випуску (у якого фактор градуйований на 1° » 200 – 250 мкал/см2) величину охолодження знаходять за формулою:
Н = ,
де: Т1-Т2 – різниця температур вибраного інтервалу в градусах;
а – час охолодження приладу в секундах.
Для визначення швидкостей руху повітря менше 1 м/с застосовують формулу:
,
а для визначення швидкостей більше 1 м/с – формулу:
,
де: V – швидкість руху повітря ( м/с );
H – охолоджуюча здатність повітря;
Q – (36,5 – t° повітря) – різниця між середньою температурою тіла 36,5° та температурою навколишнього середовища;
0,20 і 0,40 – емпіричні коефіцієнти;
0,13 і 0,47 – емпіричні коефіцієнти.
Швидкість руху повітря при роботі з кататермометром може бути визначена не лише шляхом розрахунку за формулами але і за допомогою таблиць для кульового кататермометра (табл. 2), після попереднього розрахунку , або таблиці 3.
Таблиця 2
Таблиця для визначення швидкості руху повітря по кульовому кататермометру
H/Q |
V, м/с |
H/Q |
V, м/с |
H/Q |
V, м/с |
0,33 |
0,046 |
0,50 |
0,44 |
0,67 |
1,27 |
0,34 |
0,062 |
0,51 |
0,48 |
0,68 |
1,31 |
0,35 |
0,077 |
0,52 |
0,52 |
0,69 |
1,35 |
0,36 |
0,09 |
0,53 |
0,57 |
0,70 |
1,39 |
0,37 |
0,11 |
0,54 |
0,62 |
0,71 |
1,43 |
0,38 |
0,12 |
0,55 |
068 |
0,72 |
1,48 |
0,39 |
0,14 |
0,56 |
0,73 |
0,73 |
1,52 |
0,40 |
0,16 |
0,57 |
0,80 |
0,74 |
1,57 |
0,41 |
0,18 |
0,58 |
0,88 |
0,75 |
1,60 |
0,42 |
0,20 |
0,59 |
0,97 |
0,76 |
1,65 |
0,43 |
0,22 |
0,60 |
1,00 |
0,77 |
1,70 |
0,44 |
0,25 |
0,61 |
1,03 |
0,78 |
1,75 |
0,45 |
0,27 |
0,62 |
1,07 |
0,79 |
1,79 |
0,46 |
0,30 |
0,63 |
1,11 |
0,80 |
1,84 |
0,47 |
0,33 |
0,64 |
1,15 |
0,81 |
1,89 |
0,48 |
0,36 |
0,65 |
1,19 |
0,82 |
1,94 |
0,49 |
0,40 |
0,66 |
1,22 |
0,83 |
1,98 |
|
|
|
|
0,84 |
2,03 |
Швидкість руху повітря в приміщеннях, в залежності від їх призначення, повинна знаходитись у межах 0,1 – 0,5 м/с.
Таблиця 4.
Норми швидкості руху повітря в житлових, громадських і адміністративно-побутових приміщеннях (Витяг з БНіП 2.04.05-86)
Період року |
Швидкість руху повітря, м/с |
|
Оптимальна |
Допустима |
|
Теплий |
0,2 – 0,3 |
0,5 |
Холодний і перехідний |
0,2 |
0,2 |
Примітка: норми встановлено для людей, які знаходяться в приміщенні більше 2 годин безперервно. |
Силу вітру (у балах та описово) і швидкість руху атмосферного повітря (в м/с) оцінюють за таблицею 5.
Таблиця 5
Оцінка швидкості та сили вітру за шкалою Бофорта
Бал |
Штифти флюгера |
Швидкість вітру, м/с |
Характеристика вітру |
Візуальна оцінка |
0 |
0 |
0 ... 0,5 |
Штиль |
Дим підіймається вертикально, листя нерухоме |
1 |
0-1 |
0,6 ... 1,7 |
Тихий |
Порухи флюгера непомітні; напрямок визначається за димом |
2 |
1-2 |
1,8 ... 3,3 |
Легкий |
Подуви вітру відчутно обличчям; листя ворушиться |
3 |
2 і 2-3 |
3,4 ... 5,2 |
Слабкий |
Листя й тонкі гілки ворушаться |
4 |
3 і 3-4 |
5,3 ... 7,4 |
Помірний |
Тонкі гілки ворушаться; здіймається пилюка |
5 |
4 і 4-5 |
7,5 ... 9,8 |
Свіжий |
Хитаються тонкі стовбури дерев |
6 |
5 і 5-6 |
9,9 ... 12,4 |
Сильний |
Хитаються товсті стовбури дерев |
7 |
6 |
12,5 ... 15,2 |
Дужий |
Хитаються стовбури дерев, гнуться великі гілки, проти вітру відчувається опір |
8 |
6-7 |
15,3 ... 18,2 |
Дуже сильний |
Вітер ламає тонкі гілки, утруднює рух |
9 |
7 |
18,3 ... 21,5 |
Шторм |
Вітер завдає великих руйнувань |
10 |
|
21,6 ... 25,1 |
Сильна буря |
Вітер завдає великих руйнувань |
11 |
|
25,2 ... 29,0 |
Дуже сильна буря |
Вітер завдає великих руйнувань |
12 |
|
29 і більше |
Ураган |
Вітер завдає великих руйнувань |
АТМОСФЕРНИЙ ТИСК і ЙОГО ГІГІЄНІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ
Гігієнічне
значення атмосферного тиску насамперед полягає в тому, що від його змін,
спостережуваних у природних умовах, залежить сила, почасти і напрям вітру,
частота та кількість атмосферних опадів і коливання температури повітря. У
звичайних умовах на поверхні землі коливання атмосферного тиску бувають дуже
малі (10 —
Земля з усіх боків оточена атмосферою або, кажучи простіше, повітрям, а повітря, http://distance.edu.vn.ua/mehanika/znpas.html
як і всякий газ, має вагу. Отже, повітря повинне тиснути на всі предмети, що стикаються з ним, і цей тиск, згідно із законом Паскаля, має передаватися на всі боки. Кожний вище розміщений шар буде тиснути на нижче розміщений, найнижчий шар зазнаватиме тиску, який дорівнює вазі всього стовпа атмосфери. Чим вище ми будемо підніматись, тим тиск буде менший, тобто зменшуватиметься кількість повітря над нами, а найгустіші і найважчі шари атмосфери залишаться внизу під нами.
http://www.refine.org.ua/pageid-1175-1.html
Звичайно барометричний тиск порівнюють із
тиском ртутного стовпа. Тиск атмосфери, здатний зрівноважити стовп ртуті
заввишки
Уже на висоті
Спостереження за величиною атмосферного тиску показали, що він має досить закономірний добовий хід. Докладніше вивчення даного питання виявило, що амплітуда цього ходу не скрізь однакова і залежить від широти місцевості.
В низьких широтах, тобто в місцях, близьких до екватора, амплітуда виявилась найбільшою, а у високих широтах — найменшою.
За нормальних умов, тобто при тиску атмосфери
Крім незначних, звичайних природних коливань атмосферного тиску, на людину при деяких умовах діють і значні коливання як у бік підвищення, так і в бік зниження тиску.
http://pathophysiology.dsmu.edu.ua/study/metod_farm_ua/2/Oxigen_Kol.html
Діяння зниженого атмосферного тиску зазнають льотчики, альпіністи й особи, які працюють в горах у стаціонарних, експедиційних та інших умовах. Знижений атмосферний тиск робить деякий механічний вплив, викликаючи розширення повітря в порожнинах тіла, що може спричинитися до метеоризму, високого стояння діафрагми; це в свою чергу призводить до утруднення дихання і діяльності серця, болів у суглобах і м'язах, лобних пазухах та інших придаткових порожнинах носа. Однак основним фактором, що діє на людину при перебуванні в розрідженій атмосфері, є зниження парціального тиску кисню, яке призводить до різноманітних аноксемічних явищ. Клінічні прояви впливу зниженого атмосферного тиску останнім часом ділять на так звані «гірську» і «льотну» хвороби. Деякі автори обидві ці назви об'єднують в єдиний термін «висотна хвороба».
—
Основною особливістю високогірного клімату є
зменшення парціального тиску кисню в атмосферному повітрі. Так, на висоті
З боку центральної нервової системи спостерігається підвищення збуджуючого процесу і ослаблення гальмівного; порушення сну; погіршання загального самопочуття у вигляді більшої або меншої слабості, млявості, пригніченого настрою; порушення координації рухів.
Розлади діяльності дихальної системи виражаються у виникненні задишки, в частих відчуваннях браку повітря, в приступах ядухи вночі. Зміни в стані серцево-судинної системи викликають запаморочення, шум у вухах, відчуття пульсації судин, часту нудоту, носові кровотечі, блювання.
Однак ці явища розвиваються не відразу, їм передують зміни функціонального стану вищої нервової системи і органів почуттів.
З боку органу зору спостерігаються зниження гостроти зору, звуження поля зору (порушується м'язовий баланс очей), ослаблення акомодації (предмети здаля здаються більшими, ніж насправді), світлова чутливість падає, порушується сприйняття колірності (зеленого і синього кольорів). Нюх знижується аж до повної втрати сприйняття запахів (аносмія). Змінюється смак; різко виражене прагнення до кислої їжі.
http://all-medicine.ru/enciklo/gornaya_bolezn.htm
Тактильна чутливість знижується, а больова — підвищується. Ознаки гірської хвороби у нетренованих осіб виразно проявляються при швидкому підйомі з висоти близько 2500—3000 м над рівнем моря. Всі ці розлади з боку організму, як показують експерименти і спостереження в барокамерах,— результат діяння основного фактора гірського клімату — зниженого тиску кисню, внаслідок чого, падає напруження кисню в альвеолярному повітрі і зменшується кількість кисню в крові (гіпоксемія). В результаті доставка кисню до тканин, яка забезпечує нормальний перебіг окисних процесів, утруднена.
Гіпоксемія супроводжується значною втратою вуглекислоти організмом (гіпокапнією), викликаною підвищеною легеневою вентиляцією.
Організм може пристосовуватись до високогірного клімату і до недостачі кисню. Гострі явища гірської хвороби при тривалому перебуванні на висотах поступово зменшуються: покращується загальне самопочуття і сон, зменшується задишка, поліпшується діяльність органів чуття і вища нервова діяльність. Тривалість періоду пристосування коливається від кількох днів до кількох місяців. В основному звикання закінчується в перші два місяці перебування в горах.
Найтривкіше тримається зміна дихання. У осіб, які довго живуть на великих висотах, це виявляється головним чином у виникненні задишки навіть при легких фізичних напруженнях. Однак з кожним наступним роком перебування на висотах інтенсивність задишки поступово знижується. Звідси можна зробити висновок, що процес пристосування дуже тривалий і не закінчується протягом 1—2 тижнів, як це вважали раніше.
Збільшення легеневої вентиляції є
компенсаційним механізмом, оскільки воно збільшує напруження кисню в альвеолах
і насичення крові ним. Однак, починаючи з висоти близько
В перші дні перебування в горах зростає частота пульсу, збільшується артеріальний тиск і хвилинний об'єм серця. Поряд з цими компенсаційними механізмами при дії зниженого атмосферного тиску включається і третій, який відіграє значну роль у процесі акліматизації: збільшення кількості еритроцитів і процента гемоглобіну крові.
В перші дні перебування в горах це збільшення відбувається в основному за рахунок кров'яних депо (в першу чергу селезінки), а в подальшому — за рахунок підвищення діяльності кровотворного апарата; останнє підтверджується збільшенням юних форм еритроцитів (ядерні еритроцити).
Робота при підвищеному атмосферному тиску звичайно не викликає серйозних патологічних явищ або неприємних суб'єк тивних відчуттів. В період підвищення тиску, тобто під час перебування в прикамерках, у робітників (особливо новачків) під впливом переважно механічних факторів і розширення периферичних судин можуть спостерігатись такі явища:
втягнення всередину барабанної перетинки, яке викликає неприємне
відчуття, шум і біль у вухах;
ураження внутрішнього вуха і лабіринту;
легке підвищення температури тіла і посилене потіння;
притуплення відчуття дотику, іноді нюху, смаку;
здавлення живота (внаслідок стиснення кишкових газів);
болі в приротових порожнинах носа.
Важчі порушення здоров'я можуть спостерігатись у робітників під час декомпресійного періоду, тобто в період переходу від підвищеного тиску до нормального. Це можна пояснити так: при підвищенні атмосферного тиску в альвеолах підвищується парціальний тиск усіх складових повітря. В крові і тканинах гази перебувають не лише в стані фізичного розчину, але й вступають у хімічні реакції. При підвищеному атмосферному тиску вуглекислота, яку вдихають сполучається з рядом речовин плазми й еритроцитів. Кисень швидко вбирається гемоглобіном крові і тканинами. Кров і тканинні рідини насичуються (до парціального тиску, який дорівнює тиску повітря) переважно азотом, як нейтральним газом, що може перебувати в тканинах і рідинах організму лише у фізично розчиненому стані. Тканини насичуються азотом з різною швидкістю. Майже повне насичення організму (до 90%) настає через 4 години перебування в атмосфері з підвищеним тиском. Тому, чим більший тиск і термін перебування людини в кесоні, тим більша абсолютна кількість азоту в крові і тканинах організму.
При декомпресії азот виходить із тканин у кров і виділяється назовні легенями. Для цього потрібний певний час, який коливається залежно від тиску і тривалості перебування в кесоні від кількох хвилин до кількох годин.
Причиною кесонної хвороби є розлади нормальної десатурації внаслідок надто швидкого зниження повітряного тиску.
При швидкій декомпресії гази повітря, увібрані кров'ю і тканинами, зокрема азот, не встигають виділитися назовні; вони скупчуються в крові (повітряні емболії) і в різних тканинах та органах (найбільше в жировій тканині, в спинному мозку і в білій речовині мозку).
В результаті повітряних емболій можуть виникнути розриви капілярів і дрібних артеріол, порушитися живлення тканин або ж вони стискаються при одночасному подразненні нервових закінчень.
Основні симптоми кесонної хвороби такі:
Тягнучий біль у м'язах і в суглобах кінцівок, в животі, іноді в грудях. Болі ці надзвичайно тяжкі, і робітники називають їх дуже влучно — «заломай». Пояснюються ці болі подразненням периферичних нервів і нервових закінчень у м'язах, сухожиллях, фасціях і окісті пухирцями газу.
Свербіння шкіри, яке пояснюється подразненням задніх корінців спинномозкових нервів.
При швидкій декомпресії гази повітря, увібрані кров'ю і тканинами, зокрема азот, не встигають виділитися назовні; вони скупчуються в крові (повітряні емболії) і в різних тканинах та органах (найбільше в жировій тканині, в спинному мозку і в білій речовині мозку).
В результаті повітряних емболій можуть виникнути розриви капілярів і дрібних артеріол, порушитися живлення тканин або ж вони стискаються при одночасному подразненні нервових закінчень.
Основні симптоми кесонної хвороби такі:
Тягнучий біль у м'язах і в суглобах кінцівок, в животі, іноді в грудях. Болі ці надзвичайно тяжкі, і робітники називають їх дуже влучно — «заломай». Пояснюються ці болі подразненням периферичних нервів і нервових закінчень у м'язах, сухожиллях, фасціях і окісті пухирцями газу.Свербіння шкіри, яке пояснюється подразненням задніх корінців спинномозкових нервів. Крововилив у шкіру, носові кровотечі.
Атмосферний тиск визначається за допомогою барометра-анероїда, шкала якого градуйована в мм рт.ст. , або в кілопаскалях.
ГІГІЄНІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ СОНЯЧНОЇ РАДІАЦІЇ.
Людина звичайно зазнає діяння різних видів випромінювання. Серед відомих джерел і видів природної променистої енергії слід вказати на сонячне, радіоактивне і космічне випромінювання. Всі перелічені види променистої енергії роблять певний вплив на організм людини. Однак з них найбільше значення для людини має сонячна енергія.
Сонце і життя,— писав великий російський учений К. Л. Тімірязєв,— ці два уявлення людина, мабуть, звикла зв'язувати, зіставляти, як тільки почала свідомо оглядатися на навколишній світ і на самого себе.
Відмічено дуже сприятливий вплив сонячного випромінювання в профілактиці туберкульозу, простудних захворювань і ряду інших. Широко відомі бактерицидні властивості сонячного ультрафіолетового випромінювання. Велике значення має сонячна радіація для загартовування організму. Сонячне випромінювання з успіхом використовується не тільки для профілактики, але й з лікувальною метою.
Для нашої науки неабияке значення має питання про історичне місце вітчизняних досліджень у галузі вивчення діяння сонячної променистої енергії. Найважливішими віхами в цьому відношенні є такі факти.
Ще за 15 років до Фінзена, якому зарубіжні вчені приписують звання основоположника науки про світлолікування, І. В. Годнєв у 1882 р. розв'язав ряд найважливіших питань про діяння світла на організм тварин і людини. Розвиток сонцелікування в нашій країні зв'язаний з ім'ям В. Ф, Снєгірьова, який у 1882 р. вперше застосував сонячне проміння для лікування гінекологічних хворих.
У 1901 р. В. Н. Томашевський взявся за вивчення бактерицидних властивостей світла. Він показав, що головну роль у діянні світла на мікроорганізми відіграє ультрафіолетове проміння.
Роботами російського вченого С. О. Бруштейна (1910 р.) було вперше встановлено об'єктивним шляхом вплив світла на нервову систему людини. Він запропонував рефлекторну теорію діяння променистої енергії на організм.
У зв'язку з найважливішими відкриттями вітчизняних дослідників у галузі електросвітлотехніки з'явилась можливість застосовувати штучне світлолікування. Його представниками і пропагандистами були Штейн, Гачковський, Евальд, Козловський, Мінін та ін.
За останні десятиріччя радянські дослідники (Галанін, Франк та ін.) провели значну роботу в галузі вивчення променистої енергії та її діяння на організм людини. Доведено залежність найважливіших біологічних реакцій від довжини хвилі випромінювання. Особливо добре вивчено питання про залежність біологічних реакцій від діяння ультрафіолетового випромінювання з різною довжиною хвилі.
Завдання гігієнічної науки полягає в тому, щоб вивчити діяння сонячної радіації на людський організм у різних умовах (кліматичних, професійних, вікових та ін.). На основі цього вивчення можна розробити рекомендації щодо найраціональнішого використання сонячної радіації для зміцнення здоров'я і запобігання шкідливим наслідкам, спричинюваним неправильним застосуванням променистої енергії.
компакт диск кафедральний підручник
Успіхи науки у вивченні навколишнього світу нині досить значні. Багато нових знань одержано про Сонце, хоч відстань від Землі до Сонця становить 150 мли. км.
http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.cgi?R0pRurtl,tg9!quwutg
Щоб правильно зрозуміти діяння сонячної енергії на організм людини, для нас важливо знати ті явища на Сонці, які ведуть до утворення променистої енергії. Довгий час вважали, що джерелом сонячної променистої енергії є процеси горіння. Але це не так. Для того, щоб підтримати на такому рівні інтенсивність сонячного випромінювання, яке ми маємо тепер, треба було б «підкидати», як вважають учені, в «сонячну кочегарку» близько 20 брил кам'яного вугілля, кожна з яких дорівнює масі Землі. Якби сонячна куля цілком складалася з кам'яного вугілля, то така куля могла б «горіти», підтримуючи інтенсивність випромінювання на нинішньому рівні, всього лише протягом З— 4 тисяч років. В той же час наука довела, що Земля існує багато мільярдів років. Звідки ж черпаються запаси сонячної променистої енергії?
Тепер добре вивчено так звані ядерні реакції.
Це питання добре досліджене на найлегшому хімічному елементі —
водні.. Виявляється, що при перетворенні
В
результаті внутрішньоядерних процесів у надрах Сонця відбувається утворення
сонячної променистої енергії. Сонячна промениста енергія поширюється в світовому
просторі. Щосекунди Сонце втрачає у вигляді променистої енергії близько 4 млн.
тонн своєї маси. Земля одержує лише одну двомільярдну частку сонячного
випромінювання. За підрахунками, у вигляді променистої енергії Земля одержує
щосекунди від Сонця близько
Крім променистої енергії, Сонце випромінює частинки — атоми і електрони. Вони досягають земної атмосфери і приблизно на висоті 80—800 км, ударяючись об частинки розріджених газів земної іоносфери, викликають світіння їх. Треба сказати, що викидання атомів і електронів відбувається особливо інтенсивно в тій частині Сонця, де є плями. В результаті проникнення частинок у земну атмосферу виникають полярні сяйва.
Кількість сонячної променистої енергії, що досягає поверхні Землі, вимірюється з допомогою спеціальних приладів, які називаються актинометрами. Вимірювання сонячної променистої енергії називається актинометрією. В актинометрії прийнято виражати інтенсивність радіації в малих калоріях тепла, яке утворюється на квадратному сантиметрі поверхні, перпендикулярної напрямові проміння, за 1 хвилину.
Вимірювання інтенсивності сонячного випромінювання показує, що при умові, якби це проміння попадало строго прямовисно і навколо Землі не було б атмосфери, то кожний квадратний сантиметр земної поверхні одержував би 1,93 малих калорій за хвилину. Вимірювання цієї величини на протязі багатьох років показало, що вона не змінюється. Тому величина сонячного випромінювання, яка дорівнює 1,93 малих калорій на 1 см2 за 1 хвилину, називається сонячною сталою.
У зв'язку з наявністю земної атмосфери і в результаті різних явищ, які відбуваються в ній, інтенсивність сонячної радіації біля поверхні Землі значно менша. Крім того, різні області земної кулі одержують неоднакову кількість сонячного тепла залежно від географічної широти.
Наявність атмосфери веде до того, що сонячна промениста енергія розсіюється, причому це розсіювання залежить від висоти стояння Сонця і від сезону року. Розсіяна радіація в осінньо-весняні місяці більша, ніж пряма радіація, і, навпаки, в літні місяці пряма радіація значно більша, ніж розсіяна, або дифузна, сонячна радіація. В такому ж співвідношенні перебуває й інтенсивність теплової радіації.
На границі атмосфери в складі сонячного випромінювання 43% інфрачервоного, 52% видимого, 5% ультрафіолетового проміння. Біля поверхні Землі інфрачервоне проміння становить 59%, видиме — 40%, ультрафіолетове— 1%.
Докладніше ознайомлення з сонячним спектром
показує, що в ньому можна виділити такі ділянки: 1) інфрачервоне проміння з
довжиною хвилі від 150000 А до 7600 А; глибина проникнення
цього проміння в тканини тіла — до
http://www.obzh.ru/nad/3-4.html
Ультрафіолетове
проміння сонячного спектра в свою чергу поділяється на довге — з довжиною хвилі
від 3900 до 3200 А і середнє — від 3200
до 2900 А Довге проникає в тканини організму на глибину до
Досягаючи поверхні Землі, сонячна енергія в значній частині вбирається; частково вона відбивається назад в атмосферу. Виражене в процентах відношення кількості відбитої від Землі променистої енергії до кількості падаючої сонячної променистої енергії називається альбедо (albedo — білість). Величина цього показника залежить від властивостей відбиваючої поверхні. Чорна земля відбиває 13% усієї променистої енергії, а свіжий сніг — 85% променистої енергії.
Діяння променистої енергії на той чи інший об'єкт визначається вбиранням її тим середовищем або тканиною, через які вона проходить. Якщо промениста енергія, проходячи через тканину, вбирається нею, зазнає в ній яких-небудь змін і перетворюється в інший вид енергії, то говорять про теплове, або фотохімічне, діяння променистої енергії. В результаті фотохімічного діяння в тканинах організму можуть виникати нові речовини, може відбуватися руйнування речовин і тканин.
Ультрафіолетове проміння сонячного спектра вбирається вже в поверхневих шарах шкіри. В результаті цього вбирання виникають певні фотохімічні явища. Діяння на шкіру ультрафіолетового проміння викликає, по-перше, еритемну реакцію шкіри; по-друге — пігментацію шкіри; по-третє — утворення вітаміну D; по-четверте —утворення високоактивних біологічних речовин. Разом з тим слід пам'ятати і про безпосереднє діяння випромінювання на нервові закінчення в шкірі.
Дослідження показали, що не можна говорити про ультрафіолетове проміння взагалі й оцінювати його біологічну ефективність на підставі сумарної ефективності ультрафіолетового випромінювання.
Можна підібрати довжини хвиль ультрафіолетового проміння, які не викликають практично утворення вітаміну D, але спричиняються до значної пігментації шкіри поряд з відносно слабкою еритемою. З другого боку, можна вибрати довжину хвиль ультрафіолетового проміння бактерицидні, які, проте, мають дуже незначне пігментуюче діяння. І не тільки не викликають утворення вітаміну D, але й приводять до його зникнення і до утворення далеко не байдужих продуктів фотохімічного розкладу.
Наростання еритемоутворюючого діяння ультрафіолетового випромінювання починається з 3200 А з максимумом у ділянці 2970 А; друге виразне підвищення еритемоутворюючого діяння знаходиться в ділянці 2500—2600 А. Максимум пігментуючого діяння ультрафіолетового випромінювання знаходиться в ділянці 3200 А. Виразний максимум в утворенні вітаміну D знаходиться в ділянці 2800—2900 А. Найбільше бактерицидне діяння має ультрафіолетове проміння в ділянці 2500—2600 А.
http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.cgi?R0pRurtl,tg9!quwutg
Під еритемною дозою ультрафіолетового випромінювання, або «біодозою», розуміють кількість ультрафіолетового випромінювання, яка викликає ледве помітне почервоніння шкіри людини, або еритему. Ця доза може виражатись або в часі діяння ультрафіолетового випромінювання, або в енергетичних одиницях, або в мг/см2 щавлевої кислоти, яка розкладається під діянням цього випромінювання. Відповідно до цього одна еритемна доза ультрафіолетового випромінювання становить 22—30 міліграм-калорій на 1 см2, або 3,7—4,1 мг/см2 щавлевої кислоти, що розкладається.
Фотоеритема може бути показником найвищої допустимої дози ультрафіолетового випромінювання, з одного боку, і показником біологічної активності того чи іншого джерела цього випромінювання — з другого.
Ультрафіолетове випромінювання викликає утворення в шкірі високоактивних речовин, які діють на інші тканини організму. Видима реакція у вигляді еритеми є тільки зовнішнім проявом діяння ультрафіолетового випромінювання на організм. Разом з появою еритеми на шкірі людини зміни спостерігаються й у внутрішніх органах. Відмічена гіперемія слизової оболонки сечового міхура, легень та інших органів.
http://www.obzh.ru/nad/3-4.html
Відносно механізму діяння ультрафіолетового проміння тепер поширена точка зору, що в ньому беруть участь як гуморальні, так і нервові фактори.
Нервово-рефлекторний вплив полягає в подразненні поверхнево закладених закінчень нервів у шкірі. Ці подразнення; по рефлекторних дугах передаються до центральної нервової системи і у відповідь на це відбувається та чи інша реакція з боку різних тканин організму. Гуморальний фактор характеризується тим, що високоактивні речовини типу гістаміну, які надходять у кров, також діють у свою чергу на нервову систему та інші органи і викликають відповідні реакції. В результаті діяння підвищених доз ультрафіолетового випромінювання виникають дерматити, опіки шкіри, фотоофтальмія. Від діяння підвищених доз ультрафіолетового випромінювання може настати активування латентних форм туберкульозу.
Діючи на шкіру в помірних дозах, ультрафіолетове випромінювання веде до того, що посилюються процеси живлення, росту, розмноження в клітинах епідермісу. При належному догляді шкіра стає м'якою, еластичною, гладкою. В шкірі нагромаджується пігмент. Виникаючі рухові, судинорухові, секреторні рефлекси ведуть до розслаблення гладких м'язів шкіри. Це сприяє кращому відкриттю устя потових і сальних залоз.
При повторних опромінюваннях сонячним світлом, що містить ультрафіолетове проміння, посилюється вироблення рогової речовини в епідермісі і ріст рогових утворів шкіри волосся, нігтів. Відмічається швидша регенерація відживаючих клітин шкіри. Шкіра стає немовби більш молодою і працездатнішою вона краще протистоїть шкідливим зовнішнім впливам.
Ультрафіолетове випромінювання робить істотний вплив на процеси обміну. Воно викликає збільшення засвоєння азотистих речовин, якщо застосовується в помірних дозах, поліпшує фосфорно-кальцієвий обмін у зв'язку з утворенням вітаміну D.
Ультрафіолетове випромінювання збільшує міцність капілярних стінок; воно впливає на поліпшення імуннобіологічних реакцій організму.
У зв'язку з тим, що ультрафіолетове випромінювання має таке велике значення для організму людини, в науку запроваджено термін «світлове голодування». Під цим терміном "розуміють недостатнє діяння сонячного ультрафіолетового випромінювання на шкірні покриви людини.
В результаті діяння на організм людини ультрафіолетового випромінювання відбувається загартовування організму людини. Під загартовуванням слід розуміти процес удосконалення бар'єрних функцій, які забезпечують збільшення стійкості організму до зовнішніх впливів. Щодо здорових людей цей термін слід розуміти, як підтримання реактивного статусу на сприятливому рівні.
Ультрафіолетове випромінювання сприятливо діє також на кров. Відмічено збільшення формених елементів крові і гемоглобіну при користуванні помірними дозами ультрафіолетового випромінювання.
Застосування штучного ультрафіолетового випромінювання на виробництві показало, що можна добитися зниження ряду захворювань, зокрема зниження захворювань на грип.
Коротке і довге ультрафіолетове проміння по-різному впливає на біологічні процеси в організмі. При діянні довгохвильового ультрафіолетового випромінювання (2970—3020 А) відмічається розширення артеріол, потім відбувається розширення
капілярів і настає гіперемія. Тому при застосуванні довгохвильового ультрафіолетового випромінювання відмічається підвищення температури на опроміненій ділянці зразу після опромнювання. Якщо застосовувати короткохвильове ультрафіолетове опромінювання (2540 А), реакція проходить інакше. Процес починається з судинного спазму, потім намічається розширення поверхневих капілярів. Судинна реакція відбувається за застійним принципом. У зв'язку з цим підвищення температури опроміненої ділянки не настає, і тільки через деякий час появляється еритема.
http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.cgi?R0pRurtl,tg9!quwutg
Довгохвильове ультрафіолетове випромінювання викликає підвищення секреції шлункових та слинних залоз і характеризується головним чином зміною в кількості секрету. Опромінювання коротким ультрафіолетовим промінням веде до якісних змін секреції слини і шлункових залоз.
Значення ультрафіолетового випромінювання для організму дуже велике, Тому слід звернути увагу на ті фактори, які впливають на зміну ультрафіолетового випромінювання біля поверхні Землі. Цими факторами є: забруднення атмосферного повітря, наявність того чи іншого ступеня хмарності.
Запилення і задимлення атмосферного повітря, за даними різних дослідників, може зменшувати природну ультрафіолетову радіацію на 50% і більше. Хмарність може зменшити кількість ультрафіолетового випромінювання на 90%.
http://okna.com.ua/artic.php?a=961
Ці фактори зменшують ультрафіолетову радіацію не тільки кількісно, але й, головним чином, якісно. Зменшення ультрафіолетового випромінювання йде за рахунок біологічно активної короткохвильової ультрафіолетової радіації. Таким чином, забруднення атмосферного повітря, тривалий хмарний стан погоди можуть викликати світлове голодування.
У нашій країні, як ніде в світі, приділяється величезна увага захисту атмосферного повітря від забруднень. Цим самим усувається перша частина факторів, які зменшують природне ультрафіолетове випромінювання. Друга частина факторів має бути вивчена, і її несприятливим наслідкам можна запобігти з допомогою сучасної техніки. Тут мається на увазі застосування штучного ультрафіолетового опромінювання.
Для вимірювання ультрафіолетового опромінювання запропоновано багато методів, але й досі серед них немає жодного надійного і простого в застосуванні. Останнім часом набув поширення щавлевокислий метод вимірювання ультрафіолетового випромінювання Сонця і небосхилу.
Суть методу полягає в тому, що щавлева
кислота в присутності солі азотнокислого уранілу під діянням
сонячного ультрафіолетового випромінювання розкладається.
Результати виражаються в міліграмах щавлевої кислоти, що
розкладається на 1 см2 опроміненої поверхні. При
визначенні застосовується-розчин, який містить в
Крім цього, для вимірювання ультрафіолетової радіації рекомендується фотоелектричний метод, в якому застосовується сурм'яно-цезієвий фотоелемент із спеціальним фільтром. Цей прилад називається ультрафіолетметром. Він градуйований у мікроерах на 1 см2. Для одержання еритеми шкіри потрібно 500 мікроерхвилин на 1 см2.
Тепер проведено дослідження напруження природної ультрафіолетової радіації в ряді міст нашої країни і на деяких полярних станціях.
В умовах Києва вивчалися втрати ультрафіолетової радіації в різні місяці при різних напрямах вітру. Виявилось, що на інтенсивність ультрафіолетової радіації в Києві впливає забруднення повітря промисловими об'єктами, розташованими в різних місцях, і що в. різних точках міста в один і той же час ультрафіолетове випромінювання не однакове.
http://okna.com.ua/artic.php?a=961
Ультрафіолетове випромінювання проникає добре через кварцеве скло, гірше через увіолеве скло і майже зовсім не проникає через звичайне віконне скло. Все ж дослідження показали, що випромінювання, яке проникає через звичайне віконне скло, має до деякої міри бактерицидні властивості. Отже, та частина ультрафіолетового випромінювання, яка проникає через віконне скло, також корисна для людини. Тому дуже бажано, щоб у приміщення попадало пряме сонячне світло або розсіяне сонячне світло від небосхилу. Сонячне світло, відбите від протилежного будинку, ультрафіолетового випромінювання не містить. Тому необхідно, щоб через вікна було видно ділянку небосхилу.
http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3374
Світлове голодування може мати місце у осіб ряду професій: при роботі в шахтах, у метро і на деяких інших виробництвах. Для поповнення недостатньої кількості ультрафіолетового випромінювання в таких випадках застосовуються так звані фотарії. Фотарії являють собою приміщення, в яких встановлені джерела ультрафіолетового випромінювання. З другого боку, є ряд професій, зв'язаних з діянням на людину надлишку ультрафіолетового випромінювання (зварювання металів, фізіотерапевтичні кабінети). В цих випадках слід проводити запобіжні заходи.
Ультрафіолетове випромінювання, як було сказано, має досить сильне бактерицидне діяння. Тепер для стерилізації повітря в приміщеннях використовуються установки з бактерицидними лампами. Вони застосовуються в основному в лікарнях, школах та інших закладах.
Видима ділянка сонячного спектра має величезне значення для людини і. насамперед в освітленні (див, лекцію 9, «Гігієна освітлення»). Вплив видимого проміння на людину здійснюється через зоровий апарат і шкіру.
Видиме проміння впливає і на теплообмін.
Проникаючи в тканини тіла на глибину до
Видиме проміння має також слабке фотохімічне діяння, яке може посилюватись так званими фотосенсибілізаторами. В організмі людини таким фотосенсибілізатором є гематопорфірин, який міститься в незначній кількості в крові. До сенсибілізаторів належить також акрихін, антрацен і антрахінон, наявний в продуктах перегонки кам'яного вугілля і нафти, наприклад, в кам'яновугільному пеку. Разом із світлом вони можуть шкідливо діяти на організм. При роботі на сонячному світлі у робітників з шкірою, забрудненою пилом кам'яновугільного пеку, спостерігалися дерматити, кон'юнктивіти, головний біль, розбитість, і підвищена температура тіла. При роботі з кам'яновугільним пеком у нічних умовах захворювання не виникало.
Механізм діяння сенсибілізуючих речовин точно не відомий. Є припущення, що має місце перетворення ними довгохвильового проміння в короткохвильове, яке має сильніше біологічне діяння.
Діяння інфрачервоного випромінювання виявляється як у виникненні нервово-рефлекторних процесів, так і в гуморальних змінах. В результаті цього відбувається розширення капілярів, яке призводить до активної гіперемії. Тому при діянні теплового випромінювання зразу виникає гіперемія на опроміненій ділянці. При діянні інфрачервоного проміння на опромінену ділянку гіперемія має нерізкі обриси і захоплює поблизу розміщені суміжні неопромінені ділянки. Це залежить від нервово-рефлекторних причин і наявності нервових анастомозів. Характерно, що теплова гіперемія настає під час діяння інфрачервоного проміння і швидко зникає слідом за припиненням теплового впливу. При дуже сильних діяннях тепла настає вже не тільки гіперемія, але й запалення шкіри у формі еритеми, пухирів тощо.
Інфрачервоне випромінювання може створити сприятливий фон для діяння видимого й ультрафіолетового випромінювання. Крім того, найкоротше інфрачервоне проміння з довжиною хвилі від 7900 до 10 000 А проникає через кістки черепа. При інтенсивній сонячній радіації температура між черепною коробкою і мозком може підвищитися до 41°. Настає еритематозне запалення мозкових оболонок з різко вираженим діянням на мозкові центри. В результаті цього виникає особливий стан організму, який називають сонячним ударом. При легких формах сонячного удару відмічається гіперемія лиця, різкі головні болі, запаморочення, мигтіння в очах плям, точок, розширення зіниць, сповільнення пульсу та ін. При тяжчих формах сонячного удару ці ознаки ще більш посилюються. Крім того, приєднується сповільнене дихання, різка гіперемія лиця, підвищення температури тіла, асфіктичне дихання, аритмічний пульс. блювання, судороги та інші цереброменінгеальні явища.
Підсумовуючи, необхідно підкреслити, що спільне діяння ультрафіолетового, видимого й інфрачервоного випромінювання Сонця виявляється особливо сприятливим. Ще сприятливішим для організму людини є спільний вплив сонця, повітря і води. Сонячне світло є, таким чином, природним фактором здорового клімату.
http://www.obzh.ru/nad/3-4.html
Спостереження вивчення діяння сонячної променистої енергії показують, що сонячне тепло і світло є в багатьох випадках кориснішими, ніж різні фізичні методи лікування і медикаментозні препарати. У зв'язку з цим ми повинні завжди пам'ятати про сонячну променисту енергію і думати про розумне використання тих щедрих дарів, які посилає на Землю Сонце.
Методика визначення показників природного освітлення приміщень
Дані описового характеру:
1.Зовнішні фактори, від яких залежить природне освітлення приміщень:
- географічна широта місцевості, клімат (кількість хмарних днів та світловий клімат) місцевості;
- сезон року та години дня, коли експлуатується приміщення, наявність затінюючих об’єктів (будівель, дерев, гір).
2. Внутрішні фактори:
- найменування та призначення приміщень;
- орієнтація вікон по сторонах горизонту, поверх;
- вид природного освітлення, тобто розміщення світлових пройомів, (одностороннє, двостороннє, верхнє, комбіноване);
- кількість вікон, їх конструкція (однорамні, дворамні, спарені);
- якість та чистота скла, наявність затінюючих предметів (квітів, фіранок);
- висота підвіконня, відстань від верхнього краю вікна до стелі;
- яскравість (відбиваюча здатність) стелі, стін, обладнання та меблів.
Від перерахованих факторів залежить також інсоляційний режим приміщень (тобто тривалість прямого сонячного освітлення) і в першу чергу – від орієнтації вікон по сторонах горизонту (табл. 1).
Таблиця 1
Типи інсоляційного режиму приміщень
Інсоляційний режим приміщень |
Орієнтація вікон приміщень |
Термін інсоляції, год. |
Інсольована площа підлоги приміщення, %. |
Максимальний |
південно-східна, південно-західна |
5-6 |
80 |
Помірний |
південна, східна, західна |
3-5 |
40-50 |
Мінімальний |
північно-східна, північно-західна, північна |
менше 3 |
до 30 |
За гігієнічними нормативами тривалість інсоляції житлових, навчальних та їм подібних за призначенням приміщень повинна бути не меншою 3 годин.
Оцінка природного освітлення приміщень геометричним методом:
1. Визначення світлового коефіцієнта (відношення площі заскленої частини вікон до площі підлоги, виражене простим дробом):
– вимірюють сумарну площу заскленої частини вікон S1, м2;
– вимірюють площу підлоги, S2 м2;
– розраховують світловий коефіцієнт – СК = S1 : S2=1 : n (n розраховують діленням S2 на S1 і округляють до цілої величини).
Отриманий результат оцінюють згідно гігієнічних нормативів (табл.2).
Таблиця 2.
Норми природного освітлення деяких приміщень різного призначення
Вид приміщення |
Коефіцієнт природної освітленості (КПО) |
Світловий коефіцієнт (СК) |
Кут падіння (a) |
Кут отвору (g) |
Коефіцієнт заглиблення приміщення |
не менше |
не менше |
не менше |
не більше |
||
1. Учбові приміщення (класи) |
1,25-1,5 % |
1:4 – 1:5 |
27° |
5° |
2 |
2. Житлові кімнати |
1,0 % |
1:5 – 1:6 |
27° |
5° |
2 |
3. Лікарняні палати |
0,5 % |
1:6 – 1:8 |
27° |
5° |
2 |
4. Операційні |
2,0 % |
1:2 – 1:3 |
27° |
5° |
2 |
2. Визначення кута падіння a (кут АВС на найбільш віддаленому від вікон робочому місці, утвореного горизонтальною лінією чи площиною АВ від робочого місця до нижнього краю вікна (підвіконня) та лінією (площиною) від робочого місця до верхнього краю вікна АС) (мал. 4.1).
Мал. Схема визначення кута падіння та кута отвору
У зв’язку з тим, що цей кут утворює з лінією засклення вікна прямокутний трикутник, то його визначають за тангенсом – відношенням висоти вікна ВС над рівнем робочого місця (протилежний катет) до відстані від вікна до робочого місця АВ (прилеглий катет). За значенням тангенсу в таблиці 3 знаходять кут падіння a.
tg a = ВС/АВ
Таблиця 3.
Таблиця натуральних тригонометричних величин
Тангенс |
Кут, град. |
Тангенс |
Кут, град. |
Тангенс |
Кут, град. |
0 |
0 |
0,287 |
16 |
0,601 |
31 |
0,020 |
1 |
0,306 |
17 |
0,625 |
32 |
0,030 |
2 |
0,325 |
18 |
0,649 |
33 |
0,050 |
3 |
0,344 |
19 |
0,675 |
34 |
0,090 |
5 |
0,364 |
20 |
0,700 |
35 |
0,105 |
6 |
0,384 |
21 |
0,727 |
36 |
0,123 |
7 |
0,404 |
22 |
0,754 |
37 |
0,141 |
8 |
0,424 |
23 |
0,781 |
38 |
0,158 |
9 |
0,445 |
24 |
0,810 |
39 |
0,176 |
10 |
0,466 |
25 |
0,839 |
40 |
0,194 |
11 |
0,488 |
26 |
0,869 |
41 |
0,213 |
12 |
0,510 |
27 |
0,900 |
42 |
0,231 |
13 |
0,532 |
28 |
0,933 |
43 |
0,249 |
14 |
0,555 |
29 |
0,966 |
44 |
0,268 |
15 |
0,577 |
30 |
1,000 |
45 |
3. Визначення кута отвору g (кута САD, під яким з робочої точки видно ділянку неба). Цей кут визначають як різницю між кутом падіння a та кутом затінення b-кутом DАВ на робочому ж місці між горизонталлю та площиною від робочого місця до вершини затінюючого об’єкта – будівлі, дерев, гір (див. схему, мал. 4.1) .
Для визначення кута затінення знаходять на вікні точку перетину лінії (чи площини) від робочого місця до вершини затінюючого об’єкту Д, ділять величину катета ВД на АВ (тангенс кута затінення), а в таблиці знаходять кут затінення b.
tg b = ВД/АВ
кут отвору – g =Ða - Ðb
4. Визначення коефіцієнта заглиблення приміщення – відношення відстані від вікна до протилежної стіни ЕF в метрах, до висоти верхнього краю вікна над підлогою СЕ в метрах. За гігієнічними нормативами цей коефіцієнт не повинен перевищувати 2 для житлових, навчальних та їм подібних приміщень.
Світлотехнічний метод дослідження природного освітлення приміщень – визначення коефіцієнта природної освітленості (КПО).
Коефіцієнт природної освітленості (КПО) – виражене у відсотках відношення освітленості горизонтальної поверхні (на рівні підлоги чи робочого місця) в приміщенні до виміряної одночасно освітленості розсіяним світлом горизонтальної поверхні під відкритим небосхилом: КПО = .
Освітленість у приміщенні та за його межами вимірюють за допомогою люксметра (див. навчальну інструкцію, додаток 2 та мал. 4.2).
Мал. Люксметр Ю-116.
(1 - вимірювальний прилад (гальванометр ); 2 - світлоприймач (селеновий фотоелемент); 3 - світлові фільтри-насадки)
НАВЧАЛЬНА ІНСТРУКЦІЯ
Вимірювання освітленості люксметром
Люксметр Ю-116 чи Ю-117 складається з селенового фотоелемента з фільтрами-насадками та гальванометра зі шкалою. Фотоелемент спрацьовує під впливом світла, виробляючи електричний струм, силу якого вимірюють гальванометром. Стрілка його вказує число люксів, що відповідає досліджувальній освітленості.
На панелі вимірювального приладу встановлено кнопки перемикача і табличку зі схемою, яка зв’язує дію кнопок та насадки з різними діапазонами вимірювань. Прилад має дві шкали: 0 – 100 і 0 – 30. На кожній шкалі точками зазначено початок діапазону вимірювань: на шкалі 0 – 100 точка знаходиться над позначкою 20, на шкалі 0 – 30 над позначкою 5. Також є коректор для встановлення стрілки на нульове положення, який регулюється викруткою.
Селеновий фотоелемент, що приєднується до приладу за допомогою вилки, знаходиться в пластмасовому корпусі. З метою зменшення похибки використовують сферичну насадку на фотоелемент, виготовлену з білої світлорозсіюючої пластмаси та непрозорого кільця. Ця насадка застосовується паралельно з однією із трьох інших насадок-фільтрів, які мають коефіцієнти ослаблення 10, 100, 1000, що розширює діапазони вимірювань.
У процесі вимірювання стрілку приладу встановлюють на нульовій поділці шкали, потім напроти натисненої кнопки визначають вибране за допомогою насадок найбільше значення діапазону вимірювання. При натискуванні кнопки, напроти якої написано найбільше значення діапазону вимірювань, кратне 10, слід користуватися для відліку показів шкалою 0 – 100, при натиснутій кнопці, проти якої нанесено значення діапазону, кратне 3, шкалою 0 – 30. Показання приладу в поділках за відповідною шкалою множать на коефіцієнт ослаблення, що позначений на відповідній насадці.
Прилад відградуйовано для вимірювання освітленості, яку створюють лампи розжарювання. Для природного світла вводять поправочний коефіцієнт 0,8; для люмінесцентних ламп денного світла (ЛД) – 0,9; для ламп білого кольору (ЛБ) – 1,1.
Загальну оцінку природного освітлення приміщень дають на підставі порівняння усього комплексу визначених показників з гігієнічними нормативами. В основу розробки цих нормативів покладено точність зорової роботи, тобто – розміри деталей об’єкту, які потрібно розрізняти, їх контрастність відносно фону та інші.
Фізичні характеристики штучного освітлення
Штучне освітлення поділяється в залежності від призначення на робоче, аварійне, евакуаційне та охоронне. Розрізняють такі системи штучного освітлення: загальне, місцеве та комбіноване.
Система загального освітлення призначена для освітлення всього приміщення, вона може бути рівномірною та локалізованою. Загальне рівномірне освітлення встановлюють у цехах, де виконуються однотипні роботи невисокої точності по усій площі приміщення при великій щільності робочих місць. Загальне локалізоване освітлення встановлюють на поточних лініях, при виконанні робіт, різноманітних за характером, на певних робочих місцях, при наявності стаціонарного затемнюючого обладнання, та якщо треба створити спрямованість світлового потоку.
Місцеве освітлення призначається для освітлення тільки робочих поверхонь, воно може бути стаціонарним (наприклад, для контролю за якістю продукції на поточних лініях) та переносним (для тимчасового збільшення освітленості окремих місць або зміни напрямку світлового потоку при огляді, контролю параметрів, ремонті). Світильники місцевого освітлення повинні бути зручними у користуванні, а, головне, безпечними при експлуатації. Категорично забороняється застосовувати лише місцеве освітлення, оскільки воно створює значну нерівномірність освітленості, яка підвищує втомленість зору та призводить до розладу нервової системи. Таке освітлення на виробництві є допоміжним до загального.
Комбіноване освітлення складається з загального та місцевого. Його передбачають для робіт І—VIII розрядів точності за зоровими параметрами, та коли необхідно створити концентроване освітлення без утворення різких тіней.
Джерела світла.
Головними джерелами світла для промислового освітлення є лампи розжарювання та газорозрядні лампи різноманітних типів. Кожен із типів ламп має свої недоліки та переваги.
Лампи розжарювання (ЛР) належать до джерел світла теплового випромінювання, їх світлова віддача складає 10... 15 лм/Вт. Вони створюють безперервний спектр випромінювання, який найбільш багатий жовтими та червоними (тобто інфрачервоними) променями та бідніший у зоні синіх та зелених спектрів випромінювання, ніж спектр природнього світла неба, що погіршує розрізнення кольорів. У цих ламп низький коефіцієнт корисної дії, малий термін служби (до 1000 годин), висока температура на поверхні колби (250...300 °С). Водночас вони мають деякі переваги: широкий діапазон потужностей і типів, порівняно з газорозрядними лампами, незалежність експлуатації від навколишнього середовища (вологості, запиленості і т. д.), простота світильників та компактність. На підприємствах для освітлення застосовують різноманітні види ламп розжарювання: вакуумні (В), газонаповнені (Г), газонаповнені біоспіральні (Б) та ін.
Газорозрядні лампи (люмінесцентні, ртутні, високого тиску дугові типу ДРЛ та ін.) випромінюють світло, близьке до природного. Поверхня колби цих ламп холодна, вони більш економні, дозволяють створювати високу освітленість. За спектром їх випромінювання передача кольорів має велике значення для промисловості, оскільки дає можливість визначити дійсну якість продукції, здійснювати контроль сировини, напівфабрикатів та готових виробів. Люмінесцентні лампи в 2,5...З рази економніші від ламп розжарювання, працюють протягом 5-ти тис. годин, їх світловіддача становить З0...80лм/Вт.
Недоліки освітлювальних установок із газорозрядними лампами (пульсація світлового потоку, осліплююча дія, шум дроселів, великі первинні витрати на закупівлю та монтаж) компенсуються їх економнічністю в процесі тривалої експлуатації, а також їх незамінністю при необхідності виконання робіт із розрізненням кольорів. Пульсація світлового потоку газорозрядних ламп не сприймається оком, але небажана, оскільки є причиною виникнення стробоскопічного ефекту. В пульсуючому світлі виникає викривлення зорового сприйняття стану рухомих та обертальних об'єктів, а це вже є небезпечним фактором. Ослаблення пульсації досягається підключенням паралельно працюючих ламп на різні фази трифазної мережі або застосуванням високочастотного постачання освітлювальної установки. Засліплювання змінює сприйняття спектрального складу світлового випромінювання. Тому захист від блискучості таких світильників обов'язковий. Не дозволяється застосовувати відкриті газорозрядні лампи.
Зараз виготовляють такі види газорозрядних ламп, які розрізняються за спектром: лампи денного світла (ЛД) мають блакитний колір, за спектром випромінювання вони близькі до розсіяного світла чистого неба; лампи денного світла з покращеною передачею кольорів (ЛДЦ), вони близькі до ламп ЛД, але мають кращу передачу кольорів теплих відтінків, у тому числі зовнішнього вигляду людини; люмінесцентні лампи типу ЛЄ найбільш близькі до спектру природного сонячного світла; лампи білого кольору ЛБ дають випромінювання з меншим вмістом синьо-фіолетових променів, світло у них трохи фіолетове, нагадує світло неба, критого хмарами, що освітлюються сонцем; лампи холодно-білого світла ЛХБ, ЛХЄ дають кращу передачу світла, ніж лампи ЛБ та ЛД; лампи тепло-білого світла ЛТБ дають світло рожево-білого відтінку. У виробничих приміщеннях підприємств доцільно застосовувати люмінесцентні лампи білого світла - ЛБ. Вони найбільш економні та дають світло теплих тонів. Лампи ЛТБ можна застосовувати в приміщеннях для відпочинку. Там, де необхідно проводити ретельний контроль якості продукції, належить застосовувати лампи ЛДЦ. Люмінесцентні лампи треба застосовувати насамперед там, де недостатнє природне освітлення (приміщення з вікнами, що затіняються будівлями, деревами, або виходять на північ, експедиції, підвальні приміщення тощо). Для комбінованого освітлення краще застосовувати лампи ЛБ. Лампи ДРЛ (дугові ртутні) належать до ламп високого тиску. Вони економні, світлова віддача майже 75...100 лм/Вт. Такі лампи застосовують для освітлення в цехах при виконанні грубих робіт та робіт середньої точності, при загальному нагляді, а також для зовнішнього освітлення місць навантаження, вивантаження і в цехах великої висоти та площі.
Світильники
Світильники складаються з джерела світла та арматури. Арматуру призначено для перерозподілу світлового потоку, захисту очей від блискучості, запобігання забруднення джерела світла та його пошкоджень.
Світильники класифікуються за спрямуванням світлового потоку в робочій зоні та захистом від факторів навколишнього середовища. За напрямком світлового потоку вони поділяються на світильники: прямого світла (випромінювання нижче за світильник, не менше 80% світлового потоку спрямовано на робочу поверхню); відбитого світла (випромінювання світлового потоку - більше 80% - спрямовано на стелю та верхню частину стін (вище за світильник); напіввідбитого світла (40-60% світлового потоку спрямовується на робочу поверхню, а решта - на стелю).
За ступенем захисту від навколишнього середовища світильники поділяються на: пилонезахищені (відкриті); пилозахищені та пилонепроникні; водозахищені (від потрапляння крапель зверху); водонепроникні або герметичні (навіть при зануренні у рідину); вибухозахищені (для вибухонебезпечних і пожежонебезпечних приміщень, наприклад, приміщень, де застосовується спирт, гас, розчинники фарб). Вимоги безпеки до світлового обладнання встановлені відповідним стандартом.
Рис. Зона засліплення (в) та відсутності засліплення (б) працівника від світильника з лампою розжарювання
Нормування штучного освітлення виробничих приміщень.
Нормами встановлюються мінімально допустимі величини освітленості виробничих та допоміжних приміщень, житлових та громадських будівель, територій виробничих підприємств, відкритих просторів та залізничних шляхів. Мінімальна освітленість встановлюється залежно від характеру зорової роботи за найменшим розміром об'єкта розрізнення, контрастом об'єкта з фоном і характеристикою фону. Враховується система робочого освітлення (загальне або комбіноване) та джерела світла (лампи розжарювання або газорозрядні). Згідно з нормами всі роботи в залежності від розміру об'єкта розрізнення поділяються на 8 розрядів, більшість з яких ділиться на 4 підрозряди (а, б, в, г) за характером фону та величиною контрасту об'єкта з фоном. На промислових підприємствах робоче освітлення більшості виробничих приміщень відповідає III...VIII розрядам зорових робіт. Приміщення в основному обладнуються системами комбінованого освітлення. На поточних лініях воно локалізоване.
Крім робочого освітлення, нормами передбачається встановлення аварійного, евакуаційного та охоронного освітлення.
Аварійне освітлення призначається для продовження робіт там, де у випадку відсутності робочого освітлення може порушуватися технологія, виникнути небезпека вибуху, пожежі, отруєння людей, наприклад, компресорні, котельні, пічні відділення тощо. Найменша освітленість робочих поверхонь при цьому повинна становити 5% від робочого освітлення, але не менше 2 лк у приміщенні! Д лк на території підприємства.
Евакуаційне освітлення передбачають для безпечної евакуації людей із приміщень у місцях, небезпечних для проходу, сходових клітках, а також на шляху евакуації людей із приміщення або території. Це освітлення повинно забезпечувати освітленість 0,5 лк на підлозі або східцях і 0,2 лк на землі. Для цього застосовуються світильники аварійного освітлення.
Охоронне освітлення передбачають уздовж території в нічний час, або чергове в приміщенні. Для цього виділяють частину світильників робочого або аварійного освітлення, які забезпечують освітленість на рівні землі або підлоги не менше 0,5 лк.
У розрахунку штучного освітлення для конкретних умов виробництва виникає потреба дослідити існуючу освітлювальну установку або спроектувати нову для даного виду робіт. У першому випадку розраховують освітленість, яку повинна створити освітлювальна установка, вимірюють дійсну освітленість та порівнюють її з нормованою. У другому випадку обирають систему освітлення, тип джерела світла, визначають нормовану освітленість і розраховують кількість світильників або ламп, які забезпечують нормовану освітленість. Для цього застосовують методи питомої потужності, коефіцієнта використання світлового потоку і точковий.
1. Штучне освітлення (як і природне) характеризують:
– сила світла (І) – потужність джерел світла, яка визначається в канделах (Кд). Це сила світла, яка генерує у певному напрямку монохроматичне випромінювання з частотою 540 × 1012 Гц, енергетична сила світла якого у цьому напрямку становить 1/683 Вт/стерадіан;
– світловий потік (F) – просторова щільність світлового випромінювання, одиницею якого є люмен (лм) – світловий потік, випромінюваний одиничним джерелом при силі світла 1 кд в тілесному куті 1 стерадіан (просторовий кут у вигляді конуса з вершиною у центрі сфери, що вирізає на поверхні цієї сфери поверхню, площа якої дорівнює квадрату радіуса сфери);
– освітленість (Е) – поверхнева щільність світлового потоку ,
де: S – площа освітлювальної поверхні, м2.
Одиниця освітленості – люкс (лк) –
освітленість поверхні площею
– яскравість (В) – сила світла, що випромінюється чи віддзеркалюється з одиниці площі в м2 в певному напрямку: кд/м2,
де: j - кут відхилення променя від нормалі до цієї поверхні.
Одиницею яскравості є кд/м2
– яскравість світної поверхні (генеруючої чи відбиваючої) з площі
– коефіцієнт відбиття (b) – відношення відбитого потоку світла (Fвідб.) до потоку, що падає на поверхню (Fпад.), визначається за формулою b = Fвідб./Fпад.
Величина b для свіжого снігу дорівнює – 0,9, для білого паперу – 0,7, для не засмаглої шкіри – 0,35.
– коефіцієнт світлопропускання (t) – відношення світлового потоку, який пройшов крізь середовище (Fпроп) до світлового потоку, що падає на це середовище
(Fпад): t = Fпроп./Fпад.
Цей коефіцієнт дозволяє оцінювати якість і чистоту віконного скла, скла освітлювальної арматури.
–
світність (М) – поверхнева щільністю світлового потоку в лм, що випромінюється
(чи відбивається) з площі
2. Зорові функції
– гострота зору (гострота розрізнення) – здатність зорового аналізатора розрізняти найменші деталі об’єкта. Визначається найменшим кутом, під яким дві суміжні точки розрізняються як окремі. Умовно вважають, що гострота зору дорівнює одній радіальній хвилині. Гострота розрізнення зростає пропорційно освітленості до 130-150лк, а з подальшим збільшенням освітленості цей зріст сповільнюється;
– контрастна чутливість – здатність зорового аналізатора сприймати мінімальну різницю яскравостей досліджуваного об’єкта і фону. Вона найбільша при освітленості 1000 –2500 лк;
– швидкість зорового сприйняття – термін, протягом якого відбувається усвідомлення деталей об’єкта, що розглядається. Ця швидкість зростає до освітленості 150 лк, а потім цей зріст дещо сповільнюється непропорційно зростанню освітленості;
– видимість – інтегральна функція зорового аналізатора, яка враховує основні його функції - гостроту зору, контрастну чутливість, швидкість зорового сприйняття;
– стійкість ясного бачення – відношення терміну ясного бачення об’єкта до сумарного часу його розглядання. Фізіологічно ця функція зорового аналізатора грунтується на руйнуванні зорового пурпуру під впливом світлової енергії та утворенні захисного чорного пігменту на тих ділянках сітківки, де зображення найяскравіше. Ця функція досягає оптимальних значень при освітленості 600- 1000 лк. ЇЇ зниження свідчить про розвиток стомлення зорового аналізатора;
– функція кольорового розрізнення (сприйняття). Білий, чорний, сірий кольори – ахроматичні, характеризуються лише яскравістю, інтенсивністю світлопотоку. Хроматичні кольори – монохроматичні, характеризуються яскравістю і колірністю. Зір найчутливіший до жовто-зеленої частини видимого спектра, найменш чутливий до фіолетового випромінювання. При сутінковому та штучному освітленні (особливо при лампах розжарювання) кольорова чутливість зорового аналізатора знижується і спотворюється.
– адаптація – здатність зорового аналізатора зменшувати свою чутливість при переході від низької до високої освітленості (світлова адаптація), яка наступає досить швидко (за 2-3 хвилини) і обумовлена перетворенням зорового пурпуру у захисний чорний пігмент у сітківці ока та збільшувати цю чутливість при переході від високої до низької освітленості (темнова адаптація), яка триває значно довше - до 40-60 хвилин і обумовлена відновленням зорового пурпуру у сітківці ока.
– акомодація – здатність ока регулювати гостроту зору у залежності від відстані до об’єкта розглядання та освітлення за рахунок змін у переломленні світла в оптичній системі ока, в основному за рахунок кривизни кришталика. При зменшенні освітленості нижче 100-75 лк ця кривизна збільшується, об’єкт, який розглядається, потрібно наблизити до очей .
Недостатня освітленість сприяє перенапруженню системи акомодації, розвитку втоми і перевтоми зорового аналізатора, а у несформованому оці (діти, підлітки) – розвитку короткозорості, особливо, коли до цього є вроджена схильність.
– критична частота миготіння визначається часом, протягом якого у зоровому аналізаторі зберігаються слідові образи: зображення об’єкта, що зник з поля зору, ще якусь мить залишається видимим у залежності від яскравості цього об’єкта. Фізіологічною основою цієї функції зору є ті самі процеси руйнування і відновлення зорового пурпуру. На цій функції зору грунтується найвидатніший винахід людства – кіно. Часта зміна кадрів (25 за секунду), близьких за конфігурацією об’єктів і затемнення екрана забезпечують безперервність і динаміку зображення.
Джерела штучного освітлення – електричні і неелектричні. До останніх відносяться керосинові, карбідні лампи, свічки, газові світильники. Їх використання в наш час обмежене – в аварійних ситуаціях, у польових умовах та ін.
Електричні джерела штучного освітлення поділяються на дугові (в прожекторах, ,, юпітерах”), лампи розжарювання, газосвітні, люмінесцентні.
Недоліком ламп розжарювання є зміщення спектру в жовто-червону сторону, спотворення кольорового відчуття, засліплююча дія прямих променів.
Люмінесцентні лампи мають спектр, наближений до денного світла, з модифікаціями, які залежать від люмінофора, що покриває внутрішню поверхню скляної трубки і трансформує ультрафіолетове світіння парів ртуті в трубці в видиме світло. Розрізняють лампи денного світла (ЛД), білого світла (ЛБ), теплого білого світла (ЛТБ) та ін.
Недоліком люмінесцентних ламп є стробоскопічний ефект – миготіння рухомих предметів.
Одним із недоліків як прямого сонячного світла, так і яскравих джерел штучного освітлення є їх здатність викликати засліплюючий ефект. Від яскравого сонячного світла ми захищаємося шторами, жалюзями на вікнах, тонуванням скла, використанням захисних окулярів.
Для захисту від засліплючої дії штучних джерел освітлення використовується освітлювальна арматура (яка, до речі, виконує також естетичні функції).
З точки зору формування світлового потоку розрізняють 5 типів освітлювальної арматури (мал. 5.1):
- прямого світла, коли весь світловий потік направляється в одну напівсферу (настільна лампа з непрозорим абажуром, прожектор, ,,юпітери”, що використовуються в фото- кінозйомках);
- рівномірно-розсіяного світла (матово- чи молочнобіла куля);
- відбитого світла (коли світильник з непрозорим абажуром направляє світловий потік у верхню напівсферу. При цьому світло відбивається від стелі і розсіюється в нижню напівсферу);
- направлено-розсіяного світла, коли основний світловий потік направляється в нижню напівсферу через отвір в абажурі, а частина його розсіюється в верхню напівсферу через абажур з матового чи молочнобілого скла або пластика;
- відбито-розсіяного світла, коли основний світловий потік направляється у верхню напівсферу і відбивається від стелі, а частина розсіюється в нижню напівсферу через абажур з матового чи молочнобілого скла або пластика.
Допустима величина засліпленості зору на робочому місці складає:
- при І і ІІ розряді зорової роботи – 20 кд\м2;
- при ІІІ,ІV,V розряді зорової роботи – 40 кд\м2;
- при VІ, VІІ розряді зорової роботи – 60 кд\м2.
Мал. Типи освітлювальної арматури
(1 – прямого світла; 2 – направлено-розсіяного світла; 3, 4 – рівномірно-розсіяного світла; 5 – відбито-розсіяного світла)
Схема оцінки штучного освітлення приміщень.
Дані описового характеру:
– назва та призначення приміщення;
– система освітлення (місцеве, загальне, комбіноване);
– кількість світильників, їх тип (лампи розжарювання, люмінесцентні та інші);
– їх потужність, Вт;
– вид освітлювальної арматури і в зв’язку з цим напрямок світлового потоку і характер світла (прямий, рівномірно-розсіяний, направлено-розсіяний, відбитий, розсіяно-відбитий) ;
– висота підвісу світильників над підлогою та робочою поверхнею;
– площа освітлюваного приміщення;
– відбиваюча здатність (яскравість) поверхонь: стелі, стін, вікон, підлоги, обладнання та меблів.
Визначення освітленості розрахунковим методом “Ватт”:
а) вимірюють площу приміщень, S, кв. м;
б) визначають сумарну потужність Вт, яку створюють всі світильники;
в) розраховують питому потужність, Вт/кв. м;
г) у таблиці 1 величин мінімальної горизонтальної освітленості знаходять освітленість при питомій потужності 10 Вт/кв. м;
д) для ламп розжарювання освітленість розраховується за формулою:
,
де Р – питома потужність, Вт/кв. м;
Етаб. – освітленість при 10 Вт/кв. м, (табл. 1);
К – коефіцієнт запасу для житлових та громадських приміщень,
який дорівнює 1,3.
Формулу можна застосувати для розрахунку освітленості, якщо лампи однакової потужності. Для ламп різної потужності розрахунок проводиться окремо для кожної потужності ламп, а результати додаються. Знайдену за методом “Ватт” величину освітленості порівнюють з нормативними величинами (табл. 2).
Таблиця 2
Норми загального штучного освітлення (БНіП ІІ-69-78 та БНіП ІІ-4-79)
Приміщення |
Найменша освітленість, лк |
|
Люмінесцентні лампи |
Лампи розжарювання |
|
Кімнати і кухні житлових будинків |
75 |
30 |
Навчальні кімнати |
300 |
150 |
Кабінети технічного креслення |
500 |
300 |
Шкільні майстерні |
300 |
150 |
Читальні зали |
300 |
150 |
Операційна, секційна |
400 |
200 |
Пологова, перев’язочна, процедурна |
500 |
200 |
Доопераційна |
300 |
150 |
Кабінет хірургів, акушерів-гінекологів, педіатрів, інфекціоністів, стоматологів |
500 |
200 |
Кабінет функціональної діагностики |
- |
150 |
Рентгенодіагностичний кабінет |
- |
150 |
Палати дитячих відділень для новонароджених, післяопераційні палати |
150 |
75 |
Для люмінесцентних ламп питомою потужністю 10 Вт/кв. м мінімальна горизонтальна освітленість складає 100 лк. При інших питомих потужностях розрахунок ведуть за пропорцією.
Для виробничих приміщень,
згідно БНіП ІІ-4-79, всі види робіт розбито на 7 розрядів, виходячи з лінійних
розмірів найменшого об’єкта розпізнавання, з яким працює робітник на відстані
0.5м від ока. Перші 5 розрядів розбито на 4 підрозряди (а, б, в, г), виходячи з
контрасту між об’єктом розпізнавання і фоном, а також світності фону.
Наприклад, при особливо точній зоровій роботі (1-й розряд, розмір об’єкта менше
0,1мм) освітленість робочого місця повинна бути: при малому контрасті з фоном –
1500 лк; при середньому – 1000 лк, при великому – 400 лк. При роботі малої
точності (4-й розряд, розмір об’єкта 1,0-
Наведений метод розрахунку не є абсолютно точним, оскільки він не враховує освітленість кожної точки, розташування світильників та інші фактори, що впливають на освітленість, але широко застосовується для оцінки освітленості класів, лікарняних палат і таке інше.
Щоб визначити
освітленість на окремому робочому місці приміщення, множать питому потужність
ламп (Р) на коефіцієнт (е), що показує, яку кількість люксів дає питома
потужність 1 Вт/кв. м: Е = Р ´ е. Цей
коефіцієнт для приміщення з площею
Таблиця 3.
Значення коефіцієнта е.
Потужність ламп, Вт |
Коефіцієнт при напрузі в мережі, В |
|
110, 120, 127 |
220 |
|
до 110 |
2,4 |
2,0 |
110 і більше |
3,2 |
2,5 |
Визначення освітленості за допомогою люксметра.
Визначення горизонтальної освітленості на робочому місці проводиться за допомогою люксметра. Оскільки прилад проградуйований для вимірювання освітленості, яку створюють лампи розжарювання, то для люмінесцентних ламп денного світла (ЛД) вводять поправочний коефіцієнт 0,9; для ламп білого кольору (ЛБ) – 1,1; для ртутних (ЛДР) – 1,2.
Якщо визначення проводять вдень, то спочатку слід визначити освітленість, створену змішаним освітленням (штучним і природним), потім при вимкненому штучному освітленні. Різниця між отриманими даними і буде величина освітленості, що створена штучним освітленням.
Рівномірність
освітлення визначають “Методом
конверта” – вимірюють освітленість у 5 точках приміщення і оцінюють шляхом
розрахунку коефіцієнту нерівномірності освітленості (відношення мінімальної
освітленості до максимальної у двох
точках, віддалених одна від одної на відстань
Розрахунок яскравості робочої поверхні здійснюють за формулою:
,
де, Я – яскравість, кд/кв. м;
Е – освітленість, лк;
К – коефіцієнт відбиття поверхні
(біла – 0,7; світло-бежева – 0,5; коричнева – 0,4; чорна – 0,1).
Допустима яскравість світильників загального освітлення для житлових та громадських приміщень приведена в таблиці 4.
Таблиця 4
Допустима яскравість світильників загального освітлення для житлових та громадських приміщень.
|
Допустиме значення яскравості, кд/кв. м |
|
для ламп розжарювання |
для люмінесцентних ламп |
|
Основні приміщення житлових та громадських будівель. |
15000 |
5000 |
Класи, учбові кабінети, аудиторії, читальні зали, бібліотеки. |
5000-8000 |
5000-8000 |
Кабінет лікаря. |
15000 |
5000 |
Палати лікарень і спеціальні кабінети дитячих закладів та шкіл-інтернатів. |
5000 |
5000 |
Для створення достатнього та рівномірного освітлення і захисту зору від засліплення важливе значення має висота підвісу та розміщення світильників загального світла в горизонтальній площині приміщення. При загальному та комбінованому освітленні світильники загального світла розташовують рівномірно в горизонтальній площині стелі (при необхідності створити достатню освітленість у всіх точках приміщення), або зосереджено-локалізовано (для створення у деяких ділянках приміщення підвищеної освітленості).
Розміщення світильників над рівнем підлоги – висота підвісу (з метою обмеження створюваного ними засліплення) повинна бути не менше величин, що вказані в таблиці 5.
Найкращі умови освітлення створюються при визначенні співвідношення відстані між світильниками в горизонтальній площині (L) до висоти їх підвісу над місцем, що досліджується (Н). Ці співвідношення встановлені на підставі визначення кривих світлорозподілу різних типів світильників, їх оптимальні значення представлені в таблиці 6.
Таблиця 5
Найменша висота підвісу світильників загального освітлення
над підлогою (м).
Характеристика світильника |
Лампи розжарювання |
Люмінесцентні лампи (в залежності від кількості у світильнику) |
||
потужність 200 Вт і менше |
потужність більше 200 Вт |
4 і менше |
більше 4 |
|
Світильники прямого світла з дифузними відбивачами: |
|
|
|
|
а) захисний кут в межах від 100 до 300; |
3 |
4 |
4 |
4,5 |
б) захисний кут більше 300 |
не обмежується |
- |
3 |
3,5 |
Світильники розсіяного світла з коефіцієнтом пропускання розсіювачів: |
|
|
|
|
а) менше 55 %; |
2,5 |
3 |
2,6 |
3,2 |
б) від 55 до 80 % |
3 |
4 |
3,5 |
4,0 |
Таблиця 6.
Оптимальне співвідношення відстані між світильниками і висоти їх над досліджуваною поверхнею (L/Н)
Тип світильника |
L/Н |
“Універсаль” без затінювача, з опаловим затінювачем |
1,8-2,5 |
“Люцетта” прямого світла, глибоковипромінювач емальований |
1,6-1,8 |
Глибоковипромінювач емальований |
1,2-1,4 |
Куля молочнобілого силікатного чи органічного скла |
2,3-3,2 |
Примітка: Перша цифра – оптимальне розміщення світильників; Друга цифра – допустиме розміщення світильників. |