microbik.ru
1

Публикация в журнале «Безопасность и охрана труда», 2007. № 3. С. 30-33.



О ПРОБЛЕМАХ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ СВЕТОВОЙ СРЕДЫ И УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ АТТЕСТАЦИИ РАБОЧИХ МЕСТ ПО УСЛОВИЯМ ТРУДА

Ильина Е.И., зав. лабораторией промышленного освещения, к.т.н.

ООО «Научно-исследовательский институт охраны труда в г. Иваново»
Световую среду на рабочем месте формируют два вида освещения: естественное и искусственное, поэтому при аттестации рабочих мест проверяется естественное освещение, характеризуемое коэффициентом естественной освещенности (КЕО, %), и параметры искусственного освещения, определяющие количество света и качество искусственной световой среды /1,2/. В соответствии с Руководством Р 2.2.2006-05 /3/ на рабочих местах подлежат проверке и оценке следующие показатели искусственного освещения: освещенность (Е, лк), прямая блескость, коэффициент пульсации освещенности (Кп, %), яркость (L, кд/м²), отраженная блескость, неравномерность распределения яркости в поле зрения пользователя ВДТ (С, отн. ед.). Кроме того, в соответствии с требованиями Р 2.2.2006-05 на рабочих местах с компьютерами следует проверять визуальные параметры ВДТ, перечень которых определен СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 /4/. К ним относятся: яркость белого поля экрана (Lэ, кд/м²), неравномерность яркости рабочего поля экрана (δLэ, %), контрастность изображения (Ки, отн. ед.), временная и пространственная нестабильность изображения

Из всех показателей световой среды измерениям подлежат освещенность, яркость и коэффициент пульсации освещенности, другие параметры световой среды являются производными от перечисленных (КЕО, С, δLэ, Ки) либо согласно /3/ и МУ ОТ РМ 01-98/МУ 2.2.4.706-98 /5/ оцениваются визуально (прямая и отраженная блескость, временная и пространственная нестабильность изображения).

Измерения указанных выше показателей проводятся, как правило, с помощью приборов нового поколения, парк которых был сформирован в конце 90-х годов прошлого столетия /6/. Эти приборы выпускаются отечественными производителями: ФГУП ВНИИОФИ (Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений) в г. Москве (ул. Озерная, 46) и ООО НТП «ТКА» в г. Санкт-Петербурге (ул. Кирилловская, 14).

ВНИИОФИ выпускают приборы серии «АРГУС», ООО НТП «ТКА» производят приборы серии «ТКА».

Для измерения освещенности обе фирмы выпускают люксметры: «АРГУС – 01» и «ТКА – Люкс». Диапазон измерений этих приборов 1 – 200000 лк, основная относительная погрешность 6-8 %, что отвечает требованиям ГОСТ 24940-96 /7/. Диапазон измерений приборов позволяет контролировать освещенность внутри помещений, освещенность мест производства работ вне зданий, где нормируемые значения освещенности могут быть довольно низкими (2лк, 5 лк, 10 лк), а также выполнять измерения освещенности для оценки КЕО.

Измерения коэффициента пульсации освещенности производятся с помощью комбинированных приборов, позволяющих одновременно с коэффициентом пульсации измерять освещенность. Из серии «АРГУС» это прибор типа «АРГУС-07», из серии «ТКА» - «ТКА-ПКМ» (модель 08), по величине основной относительной погрешности (не более 10 %) оба прибора удовлетворяют требованиям ГОСТ 24940-96.

Диапазон измерений прибора «АРГУС-07» по освещенности 1 – 20000 лк, по коэффициенту пульсации 1-100 %. Верхняя граница диапазона измерений освещенности ограничивает применение данного прибора для контроля КЕО, так как даже при сплошной облачности наружная освещенность может быть более 20000 лк.

Диапазон измерений прибора «ТКА-ПКМ» (модель 08) по освещенности 10 – 200000 лк, по коэффициенту пульсации 1-100 %. Этот прибор можно использовать для измерений КЕО, однако он непригоден для измерений низких уровней освещенности мест производства работ вне зданий и открытых площадок предприятий.

Из практических соображений наиболее предпочтительными приборами, которые необходимо иметь в испытательных лабораториях, выполняющих аттестацию рабочих мест по условиям труда, являются комбинированные приборы, измеряющие кроме освещенности коэффициент пульсации. Учитывая необходимость измерения освещенности для оценки КЕО, лаборатория должна быть укомплектована двумя комбинированными приборами. Однако перечисленные выше недостатки приборов «АРГУС-07» и «ТКА-ПКМ» (модель 08) приводят к необходимости приобретения 2-х приборов разных изготовителей либо иметь в наличии дополнительно еще и люксметр, использование которого требуется только в отдельных случаях. При ограниченных материальных возможностях отдельных лабораторий это затруднительно.

Наиболее целесообразным решением данной проблемы является разработка комбинированного прибора с диапазоном измерений освещенности 1-200000 лк и коэффициента пульсации 1-100 %, над чем следует поработать производителям данных приборов.

В крайних случаях выходом из сложившейся ситуации является возможность использования для определенных ситуаций (измерение низких уровней освещенности от искусственного освещения, выполненного лампами накаливания, на открытых площадках, а также измерение высоких уровней наружной освещенности при контроле КЕО) имеющихся в лабораториях люксметров типа Ю – 116 и Ю – 117 при условии их поверки.

Другой проблемой является невозможность использования вышеуказанных приборов серии «АРГУС» и «ТКА» в холодное время года при выполнении измерений освещенности вне зданий.

В паспорте прибора «АРГУС-07» указаны условия его эксплуатации:

- температура окружающей среды, ۫ С - 20±15,

- относительная влажность, % - не более 90,

- атмосферное давление, кПа – 96-104.

Рабочие условия эксплуатации для прибора «ТКА-Люкс»:

- температура окружающего воздуха, ۫ С – 0-40,

- относительная влажность (при 30 ۫ С), % - 65±15,

- атмосферное давление, кПа – 86-107.

А что делать, если температура воздуха отрицательная? Как и чем измерять в этом случае освещенность? Необходимость контроля освещенности в таких случаях возникает довольно часто – это и холодильные камеры соответствующих предприятий и контроль освещенности рабочих мест вне зданий в холодный период года. Особенно остро стоит этот вопрос для районов Крайнего Севера, где контроль наружной освещенности часто становится неразрешимой задачей.

При контроле освещенности в процессе аттестации рабочих мест производятся тысячи измерений, что предъявляет особые требования к конструкциям и работе приборов:

  1. Устойчивость к многократным переключениям.

  2. Удобство замены питающих элементов.

  3. Быстродействие.

  4. Возможность размещения фотоэлемента непосредственно на плоскости измерения.

  5. Наличие держащего устройства фотоэлемента в виде плоской ручки.

  6. Низкий вес и небольшие габариты переносных приборов.

Если с требованиями последнего пункта у приборов нового поколения все в порядке, то с предыдущими, к сожалению, проблемы. Необходимо принятие новых конструктивных решений, как в приборах серии «АРГУС», так и в приборах серии «ТКА».

В приборах серии «АРГУС» необходимо:

- изменить переключатель, сделав его более надежным,

- укомплектовать ручкой - держателем фотоэлемент,

- решить проблему доступа к питающим элементам, предусмотрев возможность использования аккумуляторной батареи с подзарядкой.

В приборах серии «ТКА» следует:

- снять необходимость «обнуления», так как эта функция замедляет процесс выполнения измерений,

- пересмотреть конструкцию фотоэлемента, сделав его более плоским,

- проанализировать факты и выяснить причины некорректности показаний прибора при переходе в процессе измерений от источника света одного спектрального состава к другому, приняв соответствующие решения.

Одной из существующих на сегодня проблем, требующих незамедлительного решения, является измерение коэффициента пульсации освещенности при высокочастотном питании осветительных установок. И дело здесь как в физике вопроса, так и в физиологии зрительного восприятия.

Пульсация освещенности среди показателей качества световой среды занимает особое место. Световой поток источников света при питании их переменным током промышленной частоты пульсирует с частотой 100 Гц. Явление это особенно характерно для газоразрядных источников света. Процесс электрического разряда в этих лампах практически безынерционный и следует за частотой переменного тока, в связи с чем зависящее от этого процесса излучение люминофора, обладающего лишь малым послесвечением, также непостоянно во времени.

Пульсация светового потока зрительно не воспринимается, так как частота пульсаций 100 Гц превышает критическую частоту слияния световых мельканий для глаза. Однако неблагоприятное действие световых колебаний на организм человека установлено в многочисленных исследованиях: пульсации светового потока приводят к ухудшению функционального состояния центральной нервной системы, они оказывают отрицательное влияние непосредственно на нервные элементы коры головного мозга и на фоторецепторные элементы сетчатки /8-12/.

Отрицательное воздействие пульсации возрастает с увеличением ее глубины /8/. Это и определяет требования к ограничению глубины пульсации светового потока в осветительных установках. Поскольку основным количественным параметром осветительных установок является нормированный уровень освещенности, в качестве критерия оценки глубины световых колебаний в осветительных установках, питаемых переменным током, принят коэффициент пульсации освещенности на рабочей поверхности, характеризующий ее глубину. Он равен отношению половины максимальной разности освещенности за период колебания к средней освещенности за период, выраженному в процентах.

В последние годы в связи с широким внедрением в жизнь и деятельность человека ПЭВМ и ВДТ вопрос об ограничении пульсаций освещенности встает особенно остро. У работающих на компьютерах возникает вполне обоснованное беспокойство по поводу повышенного утомления как организма в целом, так и органов зрения. Зрительная работа пользователя компьютера является одной из самых напряженных и существенным образом отличается от всех других работ (экранное изображение самосветящееся, а не отраженное; оно имеет значительно меньший контраст в сравнении с бумажным носителем; не является непрерывным, а состоит из дискретных точек – пикселей); кроме того, характерным негативным моментом в визуально – моторной деятельности большинства работающих с ВДТ является неизбежная частая переадаптация зрения, диаметр зрачков может изменяться в течение рабочего дня до 1000 раз и более при постоянно чередующемся переводе взгляда с поверхностей относительно высокой яркости на поверхности малой яркости. Жалобы на общее недомогание, преждевременное утомление, головные боли, ухудшение зрения, головокружение, двоение изображения, «затуманивание» зрения и другие астенопические явления типичны для людей, постоянно работающих на компьютерах /13,14/. Одной из причин этого является пульсация освещенности, так как мозг человека, по данным Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии АН СССР /13, 14/, способен реагировать на два и более одновременных, но различных по частоте и некратных друг другу ритма световых раздражений, что мы и имеем при работе на ПК: пульсации, возникающие на ВДТ с электронно-лучевой трубкой и пульсации от осветительных установок. Это диктует соответствующие требования к условиям освещения. Задача создания комфортных условий восприятия информации с экрана дисплея предполагает обеспечение надлежащего качества освещения, одним из основных показателей которого является пульсация освещенности. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы» содержит жесткие требования по ограничению пульсации – 5%. И это не случайно: экспериментально установлено /8,15/, что отрицательное действие пульсации на организм человека достаточно мало только при глубине пульсации не более 5-6% (при частоте 100Гц). При частоте колебаний света 300 Гц и выше глубина пульсаций не имеет значения, так как на эту частоту мозг не реагирует. В СНиП 23-05-95* указано, что коэффициент пульсации не ограничивается при частоте питания 300 Гц и более. В связи с этим высокочастотное питание люминесцентных ламп является на сегодня наиболее эффективным способом борьбы с пульсацией и обеспечения требований СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 по ограничению глубины пульсации освещенности на рабочих местах с компьютерами.

Высокочастотные пускорегулирующие аппараты (ПРА) для светильников с газоразрядными лампами, выпускаемые сегодня множеством фирм (в том числе и в нашей стране), рассчитаны на частоту 20 – 50 кГц /17/, что гораздо выше критической для восприятия мозгом. В этом случае измерения глубины пульсации не имеют смысла, то есть с точки зрения физиологии показания приборов должны быть близки к нулю. Однако по некоторым данным /18/ приборы «АРГУС–07» и «ТКА-ПКМ» (модель 08) при высокочастотном питании светильников в отдельных случаях показывают глубину пульсации освещенности, превышающую 10%. С этой проблемой мы неоднократно обращались к изготовителям приборов. Но до сих пор, к сожалению, вопрос корректности показаний приборов при высокочастотном питании не решен.

Осталась открытой и проблема измерения показателя ослепленности, в связи с чем в действующих сегодня гигиенических критериях оценки условий труда /3/ этот параметр световой среды заменен визуальным показателем «прямая блескость». Разработка прибора для измерения показателя ослепленности проводилась во ВНИИОФИ в 2003-2004 г.г., но до сих пор прибора, так необходимого для исключения субъективизма в оценке ослепленности или дискомфорта на рабочих местах, мы не имеем.

Из всей серии яркомеров, выпускаемых ФГУП «ВНИИОФИ» и ООО НТП «ТКА» для измерений параметров яркости, при аттестации рабочих мест пригоден лишь один прибор – «АРГУС-02», так как он обеспечивает измерения яркости как самосветящихся, так и любых других объектов. Это особенно важно для контроля параметров световой среды на рабочих местах с компьютерами, где необходимо измерять яркость для расчета показателя «С», характеризующего неравномерность распределения яркости в поле зрения пользователя компьютером, а также визуальные параметры ВДТ. В отличие от этого прибора комбинированные приборы «АРГУС-12» и «ТКА-ПКМ» (модель 02), измеряющие освещенность и яркость, предназначены для контроля яркости протяженных самосветящихся объектов, и, следовательно, применимы только в случаях оценки визуальных параметров ВДТ. Из всех визуальных параметров ВДТ, подлежащих контролю на рабочих местах, особо следует остановиться на показателе «контрастность изображения (Ки»). На сегодня нет портативного яркомера, позволяющего проводить измерения контрастности изображения на рабочих местах. Если проводить такие измерения согласно ГОСТ Р 50949-2001 /19/, то необходим прибор типа ЯРМ-3, имеющий специальную модификацию для измерения яркости пикселей. Такой прибор сегодня Загорским оптико-механическим заводом не производится, да и необходимость его для проведения измерений на рабочих местах сомнительна. В данном случае наиболее целесообразным представляется вариант разработки соответствующей методики оценки данного показателя с использованием прибора «АРГУС-02».

Существенный интерес представляют измерения ультрафиолетового излучения при аттестации рабочих мест, при этом следует обратить внимание на необходимость проведения измерений в трех спектральных диапазонах: УФ-А, УФ-В и УФ-С. Требования к точности измерений в диапазоне ультрафиолетовой части спектра изложены в СН 4557-88 /20/: погрешность измерений не должна превышать 10%. Приборы для измерений ультрафиолетового излучения также производятся ФГУП ВНИИОФИ и ООО НТП «ТКА».

ВНИИОФИ выпускаются приборы типа «АРГУС-04» (измерения в области УФ-А, спектральный диапазон 315-400 нм), «АРГУС-05» (измерения в области УФ-В, спектральный диапазон 280-315 нм), «АРГУС-06» (измерения в области УФ-С, спектральный диапазон 200-280 нм), а также многоканальный радиометр «АРГУС», позволяющий измерять все три вышеуказанных диапазона. Для измерений импульсного ультрафиолетового излучения на рабочем месте сварщика ВНИИОФИ разработан специальный прибор «АРГУС-06/1». Согласно паспортным данным всех приборов серии «АРГУС» для измерений ультрафиолетового излучения основная относительная погрешность измерений находится в пределах 8-10%, что соответствует требованиям санитарных норм /19/.

ООО НТП «ТКА» выпускается прибор УФ-Радиометр типа «ТКА-ПКМ» (модель 12), прибор позволяет проводить измерения в трех диапазонах: 200-280 нм (УФ-С), 280-315 нм (УФ-В), 315-400 нм (УФ-А). Преимуществом данного прибора является использование одной несменной головки для измерения излучений в трех спектральных диапазонах, недостаток – недопустимо высокая погрешность – 17%, что не позволяет рекомендовать использование данного прибора для измерений при аттестации рабочих мест.

Показания приборов, предназначенных для измерений в зоне ультрафиолетового излучения, корректны только для источников, излучающих в спектральном диапазоне, характерном для конкретного прибора. Это должно быть четко указано в паспорте прибора. Однако изготовителями приборов это не делается. Отсюда – многочисленные ошибки и вопросы у пользователей приборов, и, как следствие, неправильные оценки условий труда. ВНИИОФИ указывают типы источников в свидетельстве о поверке приборов, где приводят поправочные коэффициенты для ламп разного типа, но несведущему пользователю приборов вряд ли это понятно. В этой связи необходимо обратить внимание изготовителей приборов на более четкое изложение при оформлении паспортов приборов.

Решение вышеуказанных проблем позволит существенным образом повысить качество измерений и оценки параметров световой среды и ультрафиолетового излучения при аттестации рабочих мест по условиям труда.