Условия видимости объектов различения

Уровень ощущения света пропорционален плотности светового потока на сетчатке глаза, которая, в свою очередь, определяется яркостью рассматриваемого объекта.

Возможность восприятия зрительной информацииопределяется соотношением яркости объекта и яркости фона ( яркостным контрастом ) K = (L₀ – L_ф )/ L_ф . Чем выше яркостный контраст, тем легче зрительное восприятие объекта на фоне. Контраст объекта различения с фоном счи­тается большим, когда объект и фон резко отличаются по яркости ( К > 0,5) ; средним, когда объект и фон заметно отличаются по яркости (0,2 <К< 0,5 ) ; малым, когда объект и фон мало отличаются по яркости (К< 0,2). Пороговый яркостный контраст ( К_пор ) – такой, при котором глаз начинает различать объект на фоне. Видимость объекта характеризуют отношением яркостного контраста к пороговому яркостному контрасту: θ = K/ К_пор . С ростом освещенности происходит одновременный рост яркости фона и объекта, а значит разность яркостей. При этом пороговый яркостный контраст снижается. Это увеличивает видимость объекта и тем самым улучшает условия зрительного восприятия.

Таким образом, для обеспечения заданного уровня видимости объекта необходима определенная разность яркости объекта и фона, которая обеспечивается определенным уровнем освещенности. Это первое условие видимости объектов различения.

Негативное влияние на восприятие зрительной информации оказывает неравномерное распределение яркости в поле зрения, которое снижает видимость по сравнению с равномерным распределением яркости.

Особенно отрицательно сказываются светящие пятна с яркостью, резко отличающейся от яркости фона (блики, светильники с видимыми лампами и т.п.). В этом случае пороговый контраст может увеличиться в десятки раз, и соответственно уменьшится видимость объекта. Это свойство светящих поверхностей называют блескостью. Блескость источника света определяется его яркостью, силой света и расположением по отношению к линии зрения наблюдателя.

Состояние органа зрения, к которому приводит блескость, называют ослепленностью. Уровень ослепленности характеризуют коэффициентом ослепленности,который определяют как отношение пороговых разностей яркости при неравномерном и равномерном распределении :

S = DL_S / DL .

Вместо коэффициента ослепленности часто пользуются показателем ослепленности:

P = (S – 1) 10³ .

Помимо неравномерного распределения яркости в пространстве она может изменяться во времени. Это приводит к постоянному изменению видимости объекта и необходимости непрерывной адаптации органа зрения, что создает некомфортные условия восприятия зрительной информации. Циклическое изменение (пульсации) освещенности может вызвать стробоскопический эффект, при котором искажается зрительная информация о движущихся объектах. Изменение освещенности во времени характеризуют коэффициентом пульсации освещенности: К_п = (Е_max – Е_min ) / 2Е_ср •100%. Например люминесцентные лампы создают коэффициент пульсаций 25–55%.

Таким образом, требования, предъявляемые к осветительным установкам, которые необходимо учитывать при их проектировании, следующие:

· достаточная яркость (освещенность) рабочей поверхности;

· равномерность яркостей в поле зрения;

· постоянство освещенности во времени.

Для выполнения этих требований существуют правила и нормы искусственного освещения, сформулированные в СНиП 23–05–95 "Естественное и искусственное освещение".

Яркость обеспечивается нормируемым уровнем освещенности рабочей поверхности в зависимости от назначения помещения и характера (уровня тяжести) зрительной работы в нем (разряд работ), системы освещения (общее, комбинированное).

Уровень освещенности определяет основное требование к системе освещения. В табл. 20 приведены некоторые значения нормируемой освещенности в соответствии с СНиП 23–05–95.

Таблица 20

Требование равномерности и постоянства во времени освещенности рабочей поверхности определяют показатели качества освещения. СНиП 23–05–95 регламентирует следующие показатели качества освещения:

Для осветительных установок промышленных помещений:

Показатель ослепленности от 10 до 40;

Коэффициент пульсаций освещенности К_п = 10–20%;

Неравномерность распределения освещенности (отношение максимальной освещенности к минимальной Е_max / Е_min = от 1,3 до 3,0 в зависимости от помещений и разряда работ) .

Для общественных, жилых и вспомогательных помещений:

Показатель дискомфорта (ослепленности) – определяется по специальным таблицам в зависимости от типа светильников и помещения;

Показатель цилиндрической освещенности – характеристика насыщенности помещения светом – средняя плотность светового потока на поверхности вертикального цилиндра (75–150 лк);

Коэффициент пульсаций освещенности К_п = 10–20%.

Вне зданий:

Ослепленность.

Прямую блескость и ослепленность ограничивают уменьшением яркости ИС, правильным выбором защитного угла светильника, увеличением высоты его подвеса. Отраженную блескость ослабляют выбором направления светового потока и наклона рабочих поверхностей, заменой блестящих поверхностей матовыми.

Для ограничения глубины пульсаций разрядных ламп применяют различные схемы их включения: включение светильников в разные фазы сети, применение двухламповых светильников с емкостным и индуктивным балластом, питание светильников переменным током частотой 400 Гц и выше.

Ограничение неравномерности распределения освещенности обеспечивается правильным выбором и расположением светильников. Например, при комбинированном освещении (общем и местном) светильники общего освещения должны обеспечивать не менее 10% нормируемой освещенности на рабочей поверхности.

Таким образом, для удовлетворения требований, предъявляемых к осветительным установкам, они должны обладать количественными и качественными характеристиками, которые регламентируются СНиП 23–05–95. Количественная характеристика определяется нормируемым значением освещенности рабочих поверхностей. Качественные характеристики призваны ограничить неравномерное распределение освещенности в поле зрения, пульсации освещенности, блескость и ослепленность.

Для создания осветительной установки с такими характеристиками при ее проектировании решаются следующие задачи:

· определение необходимого уровня освещенности;

· выбор системы освещения;

· выбор источников света;

· выбор осветительных приборов;

· рациональное размещение осветительных приборов;

· разработка мероприятий (организационных и технических) по повышению энергоэффективности системы освещения.

Необходимый уровень освещенности определяется на основании анализа характера деятельности людей в освещаемом пространстве и условий восприятия зрительной информации. Минимальная освещенность регламентируется СНиП 23–05–95 в зависимости от указанных выше условий.