3.3.2. Естественное освещение
Естественное освещение, создаваемое прямым или рассеянным светом солнца, характеризуется тем, что получаемая освещенность изменяется в чрезвычайно широких пределах и не зависит от желаний человека. Эти изменения обуславливаются: временем суток (ночь, рассвет, полдень, закат); сезонностью (зима, весна, лето, осень); метеорологическими факторами (ясная погода, дождь, снег, туман, облачность и др.); отражающими свойствами земной поверхности (снежный покров, черная земля, водная гладь, желтые пески и т.д.) и др.
Непрерывная изменчивость и "текучесть" естественного освещения связана с вечным вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, а также с изменениями погоды и климата на планете.
Естественный свет
в помещения проникает только через
световые проемы в стенах и фонарях
зданий и количественно находится в
прямой зависимости от уличной освещенности
.
Но, фактически, естественная освещенность
внутри помещений 
в несколько раз ниже уличной
из-за ряда факторов: ограниченные размеры
окон, загрязненность стекол, толщина и
качество остекления, затенения
противостоящими зданиями и зелеными
насаждениями, ориентация окон по сторонам
горизонта и др.
Наиболее объективным
и точным показателем естественной
освещенности является коэффициент
естественной освещенности 
:
,
%
не зависит от времени суток, времени
года, метеофакторов. Характер распределения
внутри помещения представлен на рис.
4.
Рисунок 4 – Распределение по поперечному разрезу помещений:
а - одностороннее боковое освещение;
б - двухстороннее боковое освещение;
в - верхнее освещение;
г - комбинированное освещение;
1 - уровень рабочей плоскости.
3.4. Нормирование освещенности
В настоящее время действуют нормы освещенности, изложенные в СНиП 23-05-95, которые распространяются на естественное и искусственное освещение производственных помещений, общественных и жилых зданий, улиц, дорог и площадей, населенных пунктов.
Нормы освещенности
построены на основе анализа напряженности
зрительных работ, выполняемых в различных
областях жизнедеятельности человека.
Установлено, что степень напряженности
зрительного труда может быть оценена
зрительной сосредоточенностью наблюдения
наименьших размеров объекта величиной
мм.
Объектами различения могут быть самые разнообразные предметы: риски, трещины, микрораковины на поверхности деталей, обозначения, символы, графика, осевые и выносные линии чертежа, разноцветные тона тканей и т.д.
Доказано, что чем дольше рассматриваются и чем меньше элементы различения, тем их освещенность должна быть выше. И наоборот, чем крупнее элементы различения и непродолжительное поверхностное их наблюдение, тем освещенность может быть меньше без ущерба для зрения.
Исходя из этого в
нормах табл. 3 предусмотрено
восемь разрядов зрительных работ.
Каждому разряду соответствует свой
диапазон наименьших величин предмета
различения
. Например, для первого разряда 
мм - это зрительные работы наивысшей
точности (отыскание мельчайших дефектов
на поверхности деталей, типа микротрещин,
раковин и др.; сборка высокоточных
миниатюрных приборов; изготовление
микросхем, чертежей; хирургия глаза,
внутренних органов; набор сложной
программы на компьютере и др.).
Для второго разряда
– это работы довольно высокой зрительной
точности; для третьего разряда 
и т.д. (Учебная зрительная работа
соответствует 2 - 3 разрядам).
В нормах на
искусственное освещение (
,
лк) учитывается:
а - разряд зрительных работ;
б - разновидность устройства систем освещения (общее или комбинированное);
в - характеристики фона и контраста (см. п. 3.2.), сочетания которых по условиям видимости образуют в каждом разряде по 4 подразряда (а, б, в, г).
Например, сочетание темного фона и малого контраста (черная стрелка на темном циферблате прибора) образуют подразряды "а". Условия видимости, при таком сочетании характеристик фона и контраста, неблагоприятны для различения глазом показаний прибора. Поэтому нормативная освещенность в подразрядах "а" заложена наибольшая, по сравнению с другими подразрядами.
Сочетание же светлых фонов и больших контрастов образуют подразряды "г". Условия видимости при таких фонах и контрастах самые благоприятные для зрения (черные буквы на белой бумаге) так как объекты (черные буквы) очень ярко выделяются на белом фоне. Поэтому нормативная освещенность в подразрядах "г" меньше, чем в остальных подразрядах.
Благодаря такой дифференциации норм искусственного освещения видимость объектов различения во всех подразрядах (а, б, в, г) одинаково хорошая, способствующая высокопроизводительной работе.
В нормах на естественное освещение ( ) учитываются:
а - разряд зрительных работ (подразряды не учитываются);
б - устройство системы освещения (верхнее или боковое);
в - районы расположения здания и ориентация световых приемов по сторонам горизонта.
Таблица 3
Зрительные условия труда |
Нормы освещенности |
|||||||||||||
Характеристика зрительной работы |
Наименьший размер объекта различения, мм |
Разряд зритель ной работы |
Подразряд зрительной работы |
Контраст объекта различения с фоном |
Характеристика фона |
Искусственное освещение, , лк |
Естественное освещение ,
|
Совмещенное освещение , , % |
||||||
Устройство системы освещения |
||||||||||||||
Комбинированное |
Общее |
Сочетание нормированных величин показателя ослепленности и коэффициент пульсации |
Верхнее или комбинированное |
Боковое |
Верхнее или комбинированное |
Боковое |
||||||||
всего |
в том числе от общего |
|
|
|||||||||||
Наивысшей точности |
менее 0,15 |
I |
а |
малый |
темный |
5000 4500 |
500 500 |
– – |
20 10 |
10 10 |
– |
– |
6,0 |
2,0 |
б |
малый средний |
средний темный |
4000 3500 |
400 400 |
1250 1000 |
20 10 |
10 10 |
|||||||
в |
малый средний большой |
светлый средний темный |
2500
2000 |
300
200 |
750
600 |
20
10 |
10
10 |
|||||||
г |
средний большой большой |
светлый светлый средний |
1500
1250 |
200
200 |
400
300 |
20
10 |
10
10 |
|||||||
Очень высокой точности |
от 0,15 до 0,3 |
II |
а |
малый |
темный |
4000 3500 |
400 400 |
– – |
20 10 |
10 10 |
– |
– |
4,2 |
1,5 |
б |
малый средний |
средний темный |
3000 2500 |
300 300 |
750 600 |
20 10 |
10 10 |
|||||||
в |
малый средний большой |
светлый средний темный |
2000
1500 |
200
200 |
500
400 |
20
10 |
10
10 |
|||||||
г |
средний большой большой |
светлый светлый средний |
1000
750 |
200
200 |
300
200 |
20
10 |
10
10 |
|||||||
,
%
,
%
Таблица 3 (продолжение)
Зрительные условия труда |
Нормы освещенности |
|||||||||||||
Точность различения |
Наименьший размер объекта различения, мм |
Разряд зрительной работы |
Подразряд зрительной работы |
Контраст объекта различения с фоном |
Характеристика фона |
Искусственное освещение, , лк |
Естественное освещение , , % |
Совмещенное освещение , , % |
||||||
Устройство системы освещения |
||||||||||||||
Комбинированное |
Общее |
Сочетание нормированных величин показателя ослепленности и коэффициент пульсации |
Верхнее или комбинированное |
Боковое |
Верхнее или комбинированное |
Боковое |
||||||||
всего |
в том числе от общего |
|
, % |
|||||||||||
Высокой точности |
свыше 0,3 до 0,5 |
III |
а |
малый |
темный |
2000 1500 |
200 200 |
500 400 |
40 20 |
15 15 |
– |
– |
3,0 |
1,2 |
б |
малый средний |
средний темный |
1000 750 |
200 200 |
300 200 |
40 20 |
15 15 |
|||||||
в |
малый средний большой |
светлый средний темный |
750
600 |
200
200 |
300
200 |
40
20 |
15
15 |
|||||||
г |
средний большой большой |
светлый светлый средний |
400
|
200
|
200
|
40
|
15
|
|||||||
Средней точности |
свыше 0,5 до 1,0 |
IV |
а |
малый |
темный |
750 |
200 |
300 |
40 |
20 |
4,0 |
1,5 |
2,4 |
0,9 |
б |
малый средний |
средний темный |
500 |
200 |
200 |
40 |
20 |
|||||||
в |
малый средний большой |
светлый средний темный |
400 |
200 |
200 |
40 |
20 |
|||||||
г |
средний большой большой |
светлый светлый средний |
– |
– |
200 |
40 |
20 |
|||||||
Таблица 3 (продолжение)
Зрительные условия труда |
Нормы освещенности |
|||||||||||||
Точность различения |
Наименьший размер объекта различения, мм |
Разряд зрительной работы |
Подразряд зрительной работы |
Контраст объекта различения с фоном |
Характеристика фона |
Искусственное освещение, , лк |
Естественное освещение , , % |
Совмещенное освещение , , % |
||||||
Устройство системы освещения |
||||||||||||||
Комбинированное |
Общее |
Сочетание нормированных величин показателя ослепленности и коэффициент пульсации |
Верхнее или комбинированное |
Боковое |
Верхнее или комбинированное |
Боковое |
||||||||
всего |
в том числе от общего |
|
, % |
|||||||||||
Малой точности |
свыше 1,0 до 5,0 |
V |
а |
малый |
темный |
400 |
200 |
300 |
40 |
20 |
3,0 |
1,0 |
1,8 |
0,6 |
б |
малый средний |
средний темный |
– |
– |
200 |
40 |
20 |
|||||||
в |
малый средний большой |
светлый средний темный |
– |
– |
200 |
40 |
20 |
|||||||
г |
средний большой большой |
светлый светлый средний |
– |
– |
200 |
40 |
20 |
|||||||
Грубая |
Более 5,0 |
VI |
– |
Независимо от характеристики фона и контраста объекта с фоном |
– |
– |
200 |
40 |
20 |
3,0 |
1,0 |
1,8 |
0,6 |
|
Работа со светящимися материалами |
Более 5,0 |
VII |
– |
Независимо от характеристики фона и контраста объекта с фоном |
– |
– |
200 |
40 |
20 |
3,0 |
1,0 |
1,8 |
0,6 |
|
Таблица 3 (продолжение)
Зрительные условия труда |
Нормы освещенности |
||||||||||||
Точность различения |
Разряд зрительной работы |
Под-разряд зрительной работы |
Контраст объекта различения с фоном |
Характеристика фона |
Искусственное освещение, , лк |
Естественное освещение , , % |
Совмещенное освещение , , % |
||||||
Устройство системы освещения |
|||||||||||||
Комбинированное |
Общее |
Сочетание нормированных величин показателя ослепленности и коэффициент пульсации |
Верхнее или комбинированное |
Боковое |
Верхнее или комбинированное |
Боковое |
|||||||
всего |
в том числе от общего |
|
, % |
||||||||||
Общее наблюдение за ходом производственного процесса постоянно |
VIII |
а |
Независимо от характеристик фона и контраста с фоном |
– |
– |
200 |
40 |
20 |
3,0 |
1,0 |
1,8 |
0,6 |
|
Периодическое при постоянном пребывании людей в помещении |
б |
Независимо от характеристик фона и контраста с фоном |
– |
– |
75 |
– |
– |
1,0 |
0,3 |
0,7 |
0,2 |
||
Периодическое при периодичном пребывании людей в помещении |
в |
Независимо от характеристик фона и контраста с фоном |
– |
– |
50 |
– |
– |
0,7 |
0,2 |
0,5 |
0,2 |
||
Общее наблюдение за инженерными коммуникациями |
г |
Независимо от характеристик фона и контраста с фоном |
– |
– |
20 |
– |
– |
0,3 |
0,1 |
0,2 |
0,1 |
||
Влияние на освещенность помещений района расположения здания и ориентация окон бесспорны. Всем известно, что помещения на солнечной стороне более светлые, чем помещения с окнами на северную сторону. Точно также здания, расположенные в южных широтах более светлые, чем такие же здания в северных широтах.
На световой климат
оказывают влияние не только географическая
широта, но и особенности рельефа
местности: постоянный снежный покров,
лесной или горный массивы, открытая
равнина и др. Все эти особенности
естественной освещенности при нормировании
учитываются коэффициентом светового
климата помещений 
.
Нормированное значение , , для зданий, расположенных в различных районах России определяется по формуле:
где 
- номер группы районов России по
обеспеченности естественным светом
(таблица 4);
-
значение
по таблице 3;
- коэффициент светового климата (таблица 5).
Группы районов по обеспеченности естественным светом
Таблица 4
1 |
Московская, Владимирская, Тульская, Нижегородская, Свердловская, Челябинская, Курганская, Новосибирская, Кемеровская области, Татарстан, Удмуртия, Красноярский край (севернее 63 с.ш.), Якутия (севернее 63 с.ш.), Хабаровский край (севернее 55 с.ш.). |
2 |
Брянская, Орловская, Воронежская, Тамбовская, Самарская, Оренбургская, Волгоградская области, Республика Коми, Чеченская Республика, Алтайский край, Красноярский край, (южнее 63 с.ш.), Якутия (южнее 63 с.ш.), Бурятская Республика, Хабаровский край, Магаданская обл., Читинская обл., северо-осетинская обл. |
3 |
Калининградская, Псковская, Новгородская, Тверская, Ярославская, Ивановская, Ленинградская, Вологодская, Костромская, Кировская области, Карельская Республика, Ямало-Ненецкий нац. округ, Ненецкий нац. округ. |
4 |
Архангельская, Мурманская области. |
5 |
Калмыкская Республика, Ростовская, Астраханская области, Ставропольский край, Дагестанская Республика, Амурская область, Приморский край. |
Таблица 5
Световые проемы |
Ориентация световых проемов на: |
Коэффициент светового климата, |
||||
Номер группы районов (табл. 4) |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
В наружных стенах зданий (рис. 5) |
С |
1 |
0,9 |
1,1 |
1,2 |
0,8 |
СВ, СЗ |
1 |
0,9 |
1,1 |
1,2 |
0,8 |
|
З, В |
1 |
0,9 |
1,1 |
1,1 |
0,8 |
|
ЮВ, ЮЗ |
1 |
0,85 |
1,0 |
1,1 |
0,80 |
|
Ю |
1 |
0,85 |
1,0 |
1,1 |
0,75 |
|
В прямоугольных и трапециевидных фонарях (рис. 6) |
С–Ю |
1 |
0,9 |
1,1 |
1,2 |
0,75 |
СВ–ЮЗ ЮВ–СЗ |
1 |
0,9 |
1,2 |
1,2 |
0,7 |
|
В–З |
1 |
0,9 |
1,1 |
1,2 |
0,7 |
|
В фонар. “Шед” В зенитных фонарях |
С |
1 |
0,9 |
1,2 |
1,2 |
0,7 |
– |
1 |
0,9 |
1,2 |
1,2 |
0,75 |
|
Примечание: С - север, СВ - северо-восток, СЗ - северо-запад, В - восток, З - запад, Ю - юг, ЮВ - юго-восток, ЮЗ-юго-запад.
Рисунок 5 – Ориентация окон: 1 – здание 2 – окно |
Рисунок 6 – Ориентация фонаря: 1 – фонарь здания прямоугольной или трапециевидной формы 2 – остекление |
Например, выполняемые лабораторные работы в АлтГТУ относятся к 3 разряду зрительных работ. Освещение лаборатории - боковое, ориентация окон - на восток. Тогда, с учетом таблиц 3, 4, 5 и рисунков 5, 6.
