Воздействие света на организм человека и гигиенические требования к условиям освещения учебных помещений

Свет обеспечивает нормальную жизнедеятельность человека, определяет его жизненный тонус и биоритмы. Сила его воздействия зависит от длины волны, интенсивности и количества излучения. В интегральном потоке лучистой солнечной энергии различают ультрафиолетовую (УФ), видимую и инфракрасную (ИК) области спектра. ИК-излучение является носителем тепловой энергии. УФ-излучение модулирует минеральный обмен, синтез витамина D активирует кортико-адреналовую систему, обладает бактерицидным действием.

Видимая часть спектра обеспечивает нормальную работу зрительного анализатора, является регулятором биоритмов человека. Показано, что длительное световое голодание приводит к ослаблению иммунобиологической реактивности организма и к функциональным нарушениям нервной системы. Свет воздействует на психику и эмоциональное состояние человека. Неблагоприятные условия освещения ведут к снижению работоспособности; эти же причины обусловливают развитие заболеваний органов зрения.

Освещение помещения может быть естественным (за счет солнечного света) и искусственным (при применении ламп накаливания и люминесцентных ламп). Лампы накаливания генерируют свет при нагреве нити накала до температуры свечения. В люминесцентных лампах электрическая и химическая энергия превращается в световое излучение, минуя стадию перехода в тепловую энергию (лампы холодного свечения). В тех случаях, когда в помещении одновременно и естественное, и искусственное освещение, говорят о смешанном освещении.

Основные требования к освещению в учебном помещении

Каким бы ни было освещение в учебном помещении - естественным, искусственным или смешанным, - к нему предъявляется ряд общих требований.

• 1. Достаточность освещения, которая зависит от размера окон и межоконных проемов, ориентации окон относительно сторон света (в средней полосе России предпочтительнее на юг и юго-восток), расположения затеняющих объектов, чистоты и качества стекол, количества и мощности источников искусственного освещения.
• 2. Равномерность освещения зависит от расположения окон, конфигурации классного помещения, контрастности между окраской стен, оборудования и учебных материалов, типа арматуры светильников (характер абажуров) и их расположения.
• 3. Отсутствие теней на рабочем месте зависит от стороны падения света (свет, падающий слева, исключает тени от пишущей правой руки, верхний свет практически бестеневой).
• 4. Отсутствие слепимости (блесткости) зависит от наличия поверхностей с высоким ко­эффициентом отражения (полированная мебель, застекленные шкафы и пр.) и арматуры светильников.
• 5. Отсутствие перегрева помещения зависит от наличия и силы прямых солнечных лучей и типа ламп.

Выполнение на практике указанных требований относительно естественного освещения во многом запрограммировано строительными нормами и правилами, т. е. уже заложенными в проекте школьного здания.

Существует ряд показателей, количественно характеризующих уровень естественного освещения. Основными из этих показателей являются:

• световой коэффициент – отношение остекленной площади окон (площадь окон за вычетом оконных переплетов) к площади пола. Чем больше площадь окон, тем выше уровень естественного освещения. Однако значительное увеличение размеров окон, например "ленточное остекление", ведет к снижению теплоустойчивости здания в зимнее время и к чрезмерной инсоляции весной и осенью. Поэтому норма светового коэффициента школ средней полосы России равна 1/4 -1/5 (в сельских школах и в физкультурных залах - 1/6);
• угол падения света – тот угол, под которым свет падает на рабочее место. Он образован двумя прямыми: одна - из рабочего места к верхнему краю окна, другая - из рабочего места по горизонтали к окну. Понятно, что таких углов будет ровно столько, сколько рабочих мест в классе, и чем дальше от окна расположено рабочее место, тем этот угол меньше и тем хуже условия освещения. Поэтому угол падения света определяется в наиболее удаленном от окна рабочем месте и норма его - не менее 27°;
• угол отверстия – тот угол, под которым видно небо над крышей противоположного здания. Он характеризует влияние затеняющих объектов на уровень естественного освещения и образуется следующими прямыми: одна - из ра­бочего места к верхнему краю окна, другая - из рабочего места к проекции в окне крыши противостоящего здания. Как и угол падения света, угол отверстия определяется в наиболее удаленном от окна рабочем месте и его норма - не менее 5°;
• коэффициент заслонения – отношение высоты противолежащего здания к расстоянию от него до школы. Этот показатель также характеризует влияние затеняющих объектов на величину естественного освещения класса. Его норма - не более 1/2; показано, что если коэффициент заслонения равен 1/5, затеняющего эффекта практически нет.

Некоторые качественные стороны естественного освещения во многом зависят от правильных действий учителя в классе.

1. Следует следить за чистотой стекол в помещении. В больших промышленных центрах к концу учебного года стекла загрязнены настолько, что задерживают от 30 до 50 % солнечных лучей. Поэтому весьма целесообразно осуществлять мытье окон не только перед началом учебного года и весной, как это чаще всего практикуется, но и во время зимних каникул. При этом нужно помнить, что "к мытью окон, безотносительно к этажности здания, воспрещается привлекать учащихся даже старших классов" ("Санитарные правила содержания общеобразовательных школ и учебных помещений школ-интернатов", № 397-62 от 22.05.1962). Кроме того, неровные, волнистые стекла также задерживают свет, поэтому стекла в школьных окнах должны быть высокого качества.

Для остекления окон в начальных классах, особенно в северных районах, рекомендуется использовать увиолевые стекла, пропускающие ультрафиолетовые лучи.

2. Светопроемы должны быть свободными. Снижение напряжения механизма аккомодации возможно в том случае, если школьник может время от времени посмотреть в окно, сфокусировать взгляд в бесконечности. Рекомендуется иметь на окнах класса два типа штор: полупрозрачные и непрозрачные. Первые используются в тех случаях, когда нужно снизить уровень инсоляции и избежать слепящего действия прямых солнечных лучей, вторые - когда используются технические средства обучения (кино, телевидение); в обычном же состоянии шторы должны быть раздвинуты. Не рекомендуется располагать на окнах высокие цветы - в той или иной степени они загораживают свет, высота цветка вместе с горшком не должна превышать 30 см.

Искусственное освещение осуществляется, в основном, двумя типами ламп: накаливания и люминесцентными, которые имеют ряд преимуществ перед лампами накаливания:

• - спектр их близок к естественному, что создает оптимальные условия для зрительной работы;
• - обладают меньшей яркостью и не дают резких теней;
• - не повышают температуры воздуха в помещении;
• - при равном уровне освещенности они более экономичны.

В то же время люминесцентные лампы имеют два недостатка: высокую, до 35-65% глубину пульсации (для сравнения: глубина пульсации ламп накаливания - 5-15%), создающую эффект стробоскопа, и шумовой эффект.

Эффект стробоскопа, связанный с незаметными для глаза пульсациями (мельканиями), проявляется в том, что при рассматривании движущегося предмета возникают различные искажения зрительного восприятия в виде множест­венности контуров воспринимаемого объекта, кажущегося изменения направления и скорости движения. Вот почему люминесцентные лампы не всегда рекомендуется устанавливать там, где нужно следить за быстро перемещающимся предметом (например, игровые и спортивные залы, теннисные корты, площадки для спортивных игр и пр.). Кроме того, установлено, что пульсации вызывают заметное зрительное утомление и ухудшение функционального состояния центральной нервной системы. Для устранения стробоскопического эффекта люминесцентные лампы включают в разные фазы или применяют схему с искусственным сдвигом фаз.

Присущий люминесцентным лампам шумовой эффект также оказывает негативное воздействие на деятельность центральной нервной системы, вызывая сначала повышенное возбуждение нервных клеток, а затем разлитое торможение. Устраняется этот недостаток использованием специальных бесшумных пускорегулирующих агрегатов (ПРА).

Таким образом, отмеченные недостатки люминесцентных ламп вполне могут быть устранены правильным монтажом. Описание такого монтажа приводится в специальных руководствах по светотехнике; администрация школы должна осуществлять контроль в этом направлении.

При нормировании искусственного освещения в первую очередь обращают внимание на его достаточность и равномерность. Достаточность обеспечивается количеством применяемых ламп и их мощностью. Нормируется искусственное освещение либо по уровню освещенности на рабочем месте, определяемому люксметром, либо по удельной мощности светового потока, которая определяется отношением суммарной мощности ламп к площади пола. Норма освещенности на рабочем месте в классе для ламп накаливания равна 150 лк, в физкультурном зале - 100 лк, для люминесцентных ламп эти цифры равны соответственно 300 лк и 200 лк. Норма удельной мощности светового потока для ламп накаливания в классе равна 40-48 Вт/м2, в спортивном зале - 32-36 Вт/м2. Удельная мощность светового потока для люминесцентных ламп должна быть в классе 20-24 Вт/м2, в физкультурном зале - 16-18 Вт/м2.

Что касается равномерности искусственного освещения, то оно зависит от расположения светильников и типа арматуры. Светильники в классах желательно располагать равномерно по площади, высота подвеса примерно 3 м над уровнем пола, в физкультурных залах - по периметру под потолком; наилучшими являются светильники равномерно рассеянного света, соз­дающие достаточно равномерное освещение при почти полном отсутствии теней и слепящей яркости.

Особое внимание следует уделять искусственному освещению в кабинетах информатики и вычислительной техники (компьютерных классах). При люминесцентном освещении освещенность на рабочих столах должна быть порядка 500 лк; светильники необходимо располагать таким образом, чтобы при периметральном или двурядном размещении рабочих мест свет на них падал сзади работающих учащихся, местное освещение при работе на компьютерах не применяется.

На уровень освещенности помещений большое влияние оказывают цвет и тональность окраски поверхностей стен, пола и потолка. Большие поверхности окрашенные в темные цвета способствуют интенсивному поглощению квантов света и снижению уровня освещенности, очень светлые, белые и зеркальные поверхности отражают почти весь световой поток (до 80-90 %), но могут создать условия повышенной слепимости в помещении.

Стены детских групповых, классных комнат, спален рекомендуется окрашивать клеевыми красками с отражением примерно 40 – 60 %, что соответствует светло-зеленым и светло-желтым тонам. Потолки белят. Окраску стен и потолков следует проводить не реже 1 раза в 2 года.

Коэффициенты отражения ограждающих поверхностей и мебели в учебных помещениях и помещениях для трудового обучения должны быть не менее следующих значений: для потолков, оконных проемов и дверей – 0,7; верхней части стен – 0,6; панелей стен – 0,5; мебели – 0,35; полов – 0,25.

Следует помнить, что беспорядочное развешивание на стенах учебных помещений витрин, плакатов, стенных газет и т. д. резко снижает светоотражение ограждающих поверхностей. Исходя из этого, все перечисленное следует развешивать на стене, противоположной классной доске, так, чтобы верхний край предметов не располагался выше 1,75 м от пола. Шкафы и другое оборудование следует устанавливать у задней стены помещения.