CC BY
24
ОБЗОРЫ
ГИГИЕНА ЗРЕНИЯ И ОПЫТ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ОСВЕЩЕНИЯ
В ШКОЛАХ
Проф. Н. М. Данциг Из Института общей и коммунальной гигиены имени А. Н. Сысина АМН СССР
Профилактика близорукости продолжает оставаться весьма актуальной проблемой школьной гигиены, несмотря на то, что уже многие десятилетия привлекает к себе внимание ученых. По статистическим данным отечественных и зарубежных исследователей, в настоящее время 26—30% учащихся оканчивают школу с неполноценным зрением, причем среди дефектов зрения наиболее часто встречается близорукость.
Принято считать, что в развитии школьной близорукости, как и вообще в патологии, имеет место влияние ряда факторов экзогенного и эндогенного характера, в частности таких, как характер и условия работы глаза, наследственность, физическое развитие детей и др. Однако существенное и решающее значение имеют факторы внешней среды и прежде всего напряженная зрительная работа школьника на близком расстоянии при недостаточном и качественно нерациональном освещении классных комнат.
Это обстоятельство послужило основанием к систематическому пересмотру и повышению норм школьного освещения. Так, в США с 1916 по 1948 г. нормируемые уровни освещенности для классных комнат были увеличены в 10 раз — с 30 до 300 лк, а в настоящее время рекомендуются еще более высокие уровни освещенности. В СССР с 1923 по 1959 г. нормы освещенности в классах повышены в 3—6 раз — с 50 до 150 лк при лампах накаливания и до 300 лк при люминесцентных лампах, а в кабинетах черчения соответственно до 200 и 400 лк. Кроме того, большое внимание уделено качественной стороне освещения — ограничению блескости, в частности установление верхнего предела яркости светильников общего освещения величиной в 2000 нт. Это требование обусловливает применение в учебных помещениях школ преимущественно или полностью отраженного освещения.
Изменения СНиП-58, глава В-6 «Искусственное освещение», введенные с 1959 г., предусматривают также резкое повышение нормы искусственного освёщения в помещениях для работы или производственного обучения подростков. Так, в 1,5—3 раза повышается освещенность при системе комбинированного освещения (общее + местное) и в 1,2—2 раза — при системе одного общего освещения.
Все это имеет исключительно большое значение в связи с законом о перестройке школы, когда к трудовой деятельности привлечены миллионы подростков, зрение которых находится в стадии формирования, еше не окрепло и особенно ранимо при неудовлетворительных условиях освещения. Обследование школьного освещения, проведенное во многих городах страны, показало, что повсеместно искусственное освещение учебных помещений, классов, лабораторий, учебных кабинетов и мастерских неудовлетворительно ни с количественной, ни с качественной стороны. Оно совершенно не отвечает гигиеническим требованиям применительно к СНиП-58. Даже в большинстве школ Москвы, освещенность
на партах в 2 раза ниже нормируемой и, кроме новых школ, построенных в последние 3 года, нигде не превышает 75 лк. На классных досках освещенность, как правило, вдвое ниже, а специального местного освещения на досках почти нет. Не соблюдаются также и правила ограничения ослепленности — широко применяются открытые люцетты цельного стекла и все еще встречаются «голые» лампы.
В городах Заполярья, где дети большую часть учебного года занимаются в период полярной ночи, состояние освещения в школах не только не лучше, но даже хуже, чем в средней полосе. Единственным исключением являются школы Мончегорска, где шефствующий над ними комбинат «Североникель» переоборудовал искусственное освещение во всех, школах в соответствии с требованиями новых норм. То, что в школах отсутствуют совершенные в светотехническом отношении светильники, а также местное освещение на классных досках и на рабочих местах в учебных мастерских и, наконец, то, что не применяются новые эконо мичные источники света — люминесцентные лампы — приводит к нерациональному и неразумному расходованию электроэнергии. Таким об разом, не только с гигиенической, но и с технико-экономической точки зрения существующее освещение в школах является неудовлетворительным.
Для того чтобы обеспечить выполнение требований новых норм школьного освещения, осветительные установки учебных заведений подлежат коренной реконструкции. Возникла необходимость в пересмотре принципов устройства осветительных установок в школах—использовании новых экономичных источников света с высокой световой отдачей, новых типов светильников с высоким коэффициентом полезного действия и небольшой яркостью светящихся поверхностей, а также окраски всех ограждающих поверхностей в классе (стен, потолков) и школьной мебели в светлые тона с относительно большими коэффициентами отражения с целью обеспечения благоприятных яркостных характеристик.
В настоящее время в Европе и США для создания хорошего освещения предъявляются требования не только к уровню и равномерности освещения, но и к благоприятному распределению яркостей в поле зрения. Обеспечение благоприятных яркостных характеристик имеет особо большое значение в школьном освещении.
Американским стандартом на школьное освещение рекомендуется следующее соотношение яркостей: между тетрадью и партой 3:1; меж ду тетрадью и потолком 1 : 10; между светильником и прилегающим фоном 20 : 1; между классной доской и прилегающей стеной 1 : 3. Такие соотношения яркостей могут быть достигнуты лишь при условии доста точно светлой окраски всех ограждающих поверхностей в классе (стен, потолка, пола) и школьной мебели (парт, классной доски, стола и шка фов), а также при ограничении яркости видимых частей светильников Рекомендуется окрашивать потолок и верхнюю часть стен в белый цвет с коэффициентом отражения р не менее — 0,85, стены (панели) — в зеленый, палевый и другие цвета с р 0,55—0,65, пол—с р 0,25, крышки парт и доски—с ро.35 в большинстве стран крышки парт и доски окрашивают в зеленый цвет. Окраска досок должна быть диффузной для снижения величины отраженной блескости. Одновременно рекомендуется применение цветных мелков с целью создания цветового контраста и облегчения лучшего восприятия написанного.
Разработанные у нас опытные образцы новой школьной осветительной арматуры для ламп накаливания представляют собой кольцевые светильники отраженного и рассеянного света с лампами большой мощ ности— 300 W, а для люминесцентных ламп — специальные светильники с экранирующими решетками или рассеивателями. Однако новые школьные светильники для ламп накаливания при всех своих преимуществах еще полностью не удовлетворяют требованиям СНиП-58 и по
ряду показателей уступают светильникам для люминесцентных ламп. Поэтому наиболее благоприятные условия освещения классных комнат наилучшим образом могут быть осуществлены при люминесцентном освещении.
Физиолого-гигиеническая оценка люминесцентного освещения, проведенная в СССР и за рубежом, показала его гигиеническое преимущество перед освещением лампами накаливания. В настоящее время накопилось достаточно фактов, свидетельствующих, что качественно более удовлетворительное в спектральном отношении люминесцентное освещение оказывает положительное общефизиологическое влияние на организм — уменьшает общее и зрительное утомление и способствует повышению внимания и работоспособности. Подавляющее большинство лиц, пользующихся люминесцентным освещением, положительно оценивают его, отмечая, что при люминесцентном освещении они не так быстро устают, как при лампах накаливания. Изучение влияния люминесцентного освещения на центральную нервную систему и зрительные функции (остроту зрения, контрастную чувствительность, устойчивость ясного видения, хронаксию и др.) показало, что люминесцентное освещение оказывает благоприятное влияние как на нервную систему, так и на функции зрения (Д. А. Зильбер, Н. М. Данциг и В. К. Беликова, Л. И. Михайлова и др.). Установлено также, что люминесцентное освещение, создавая лучшие условия для цветоощущения, уменьшает хроматическое утомление зрения (Е. Б. Рабкин и др.).
Большой дискуссии на Западе подвергся вопрос о психофизиологическом воздействии люминесцентного освещения, в частности о влиянии пульсации светового потока люминесцентных ламп и цветности излучения. Что касается пульсации светового потока, то влияние ее при соблюдении мер ослабления стробоскопического эффекта незначительно. По вопросу о цветности излучения была высказана гипотеза о возможности сочетания у близоруких в условиях люминесцентного освещения хрома тической аберрации глаз с имеющимся дефектом рефракции. Поэтому нет еще единого мнения о том, какой тип люминесцентной лампы наиболее благоприятен для зрительной работы в школе и широко рекомендуются лампы типа БС, имеющие меньшую глубину колебания светового потока и приемлемую цветность излучения.
Весьма существенным преимуществом люминесцентного освещения является его экономическая эффективность, обусловленная высокой световой отдачей ламп и большим сроком их службы. Люминесцентное освещение позволяет в 2—2,5 раза повысить освещенность без дополни тельной затраты электроэнергии. Таким образом, люминесцентные лам пы гигиеничней, экономичней и долговечней ламп накаливания.
В наиболее передовых в техническом отношении капиталистических странах люминесцентное освещение уже нашло широкое применение в школах. Предложен ряд удачных конструкций светильников, удовлетворяющих гигиеническим, эксплуатационным и архитектурным требованиям. В условиях школьного освещения, как правило, используются светильники, преимущественно отраженного или рассеянного светорас-пределения. Осветительные установки выполняются обычно в виде 2 или 3 линий светильников, идущих параллельно окнам. Применяются также линии из потолочных светильников с решетчатыми затенителями. Широко распространены светящиеся полосы в перекрытии, но самым новейшим.и наиболее эффективным способом освещения считается устройство светящегося потолка. Однако такое выполнение освешения сложно и дорого, ибо требует специальных конструкций потолочных перекрытий и высокую установленную мощность. На рис. 1, 2 показаны различные варианты размещения люминесцентных светильников с экранирующими рассеивателями, принятые в зарубежной практике. Сравнительная характеристика различных вариантов размещения светильников по качест-
ву создаваемого ими освещения показывает, что наиболее рациональным является вариант с П-образным размещением светильников, при котором отмечается наивысшая освещенность при равной установленной мощности ламп и наилучшее соотношение яркостей — светильник — потолок, светильник — доска, доска — парта, — а также достаточное и равномерное освещение классной доски.
В зарубежных школах классные доски обычно освещают либо путем размещения светильников общего освещения над классной доской, как это имеет место в П-образ-ном варианте, либо путем устройства специального местного освещения в виде софита с несимметричным сьетораспреде-лением.
В СССР первые опытные установки с люминесцентными лампами в школах были оборудованы в Москве в 1948 г. (Л. В. Михайлова), а затем в 1950 г. (Е. М. Белостоцкая). Уже тогда проведенные в условиях естественного экспери мента физиолого-гигиенические исследования дали ему положительную гигиеническую оценку и позволили рекоме 1ДО-вать люминесцентное освещение в школах. В 1952 г. Министерство здравоохранения СССР утвердило инструкцию по применению люминесцент-источников света в осветительных установках школьных зданий.
Однако многие вопросы, главным образом светотехнические и конструктивные, оставались нерешенными. Специальных светильников, удовлетво ряющих требованиям норм, не было, а применение маломощных 15-ваттных ламп не позволило получить рациональную осветительную установку для школ. В настоящее время ряд вопросов, рассмотренных в инструкции, получил дальнейшее развитие. Поэтому инструкцию следует сейчас рассматривать как принципиальное одобрение устройства люминесцентного освещения в школах.
В 1956 г. в Ленинграде и в 1957 г. в Москве вновь были организованы опытные люминесцентные установки в школах. Однако применение случайных светильников (промышленных и декоративных) не обеспечило надлежащих условий освещения в классах, а шум, создаваемый пу-скорегулирующими устройствами (ПРУ), заставил вынести их из классных комнат, что вдвое повысило стоимость установки, увеличило расход материалов и усложнило монтаж.
Следует уцомянуть еще об опыте применения люминесцентных ламп в установке с «ребристым» потолком (Ленинград, 1958). Однако эта установка тоже имела ряд недостатков — отсутствие защитного угла в
Рис. 1. Установка люминесцентных светильников в виде полос перпендикулярно окнам
Рис. 2. Установка люминесцентных светильников в виде полос параллельно окнам
одной из основных плоскостей, неблагоприятное распределение яркостей по помещению и др.
И сейчас еще люминесцентное освещение в наших школах применяется лишь в опытном порядке. Такие установки имеются в Москве, Ленинграде, Свердловске. Наибольшего внимания заслуживают экспериментальные осветительные установки Всесоюзного научно-исследовательского светотехнического института (ВНИСИ), спроектированные в соответствии с требованием СНиП-58. Осветительные установки оборудованы специально разработанными для освещения классов светильниками общего и местного освещения. Для оценки гигиенических, светотехнических и эксплуатационных качеств экспериментальных светильников, а также качества создаваемого ими освещения предложенные образцы люминесцентных светильников для школ установлены в одной из новых школ Москвы (№ 141). Три класса оборудованы светильника-
Рис. 3. Линии люминесцентных Рис. 4. Линии люминесцентных све-■ветильников ИЮД-2-40 (ВНИСИ). тильников АОД-2-40 (Рижского завода).
ми ВНИСИ (ШОД-2-80, ШОД-2-40, 11ЮД-1-2-401), два других класса— светильниками Рижского светотехнического завода (АОД-2-40) и светильниками Московского завода ламп дневного света с лампами мощностью 30 Ш и решетками типа ШОД.
Все предложенные люминесцентные светильники удовлетворяют основным требованиям норм. Они создают в классе комбинацию отраженного и рассеянного света. Светильники, разработанные на Московском заводе ламп дневного света и во ВНИСИ (ШОД-2-40. ШОД-2-80). имеют снизу рассеиватели в виде решеток из тонких металлических пластин, окрашенных белой эмалью, экранирующие светящую поверхность ламп при взгляде на светильник под углом в 60°. Сверху светильники открыты и часть светового потока падает непосредственно на потолок (рис. 3). Рижский люминесцентный светильник АОД-2-40 перекрыт снизу корытцеобразной пластинкой из органического стекла, пропускающей часть света непосредственно вниз и в стороны. Другая часть света направляется на потолок (рис. 4). Проведенное ВНИСИ (Е. Б. Шефтель) полное и подробное светотехническое обследование экспериментальных осветительных установок позволило иметь сравнительные объективные данные о количественных и качественных показателях люминесцентного освещения в опытных классах. Результаты измерения освещенности и неравномерности освещения в классах, оборудованных различными типами светильников, прежде всего позволяют сделать общий вывод, что условия освещения, создаваемые экспериментальными осветительными установками, соответствуют требованиям
1 С лампами накаливания взамен дросселей.
норм СНиП-58, за исключением уровней освещенности на досках. Последнее оставляет в силе необходимость наличия специального подсвета для освещения классной доски либо в виде местного светильника, либо путем локализованного размещения светильников над доской с направленным световым потоком. Кроме того, было установлено, что наилучшая равномерность при наибольшем значении минимальной освещенности на партах достигается в классе, оборудованном светильниками ШОД-1-2-40.
Предлагаемые осветительные установки различаются между собой как яркостными характеристиками светильников, так и создаваемыми в классе различными соотношениям« яркостей отдельных поверхностей помещения (потолка, стен, т. е. показателями, харак-
парт, тетрадей и
±
т
-6.1-
—025
1
■8.3 а
т. п.), 1
-7.5 —|—
-025
• 83 6
<\1 т
а.
Рис. 5. Рекомендуемые варианты размещения люминесцентных светильников. а — ШОД-2-80; б — 11ЮД-2-40 и ШОД-1-2-Ю
теризующими качество осветительных установок.
Яркостные характеристики представляют наибольший интерес лля гигиенической сценки экспериментальных установок, ибо благоприятное соотношение яркости в поле зрения является важным гигиеническим условием.
Сопоставление фактических данных с рекомендациями американского стандарта свидетельствует, что соотношение яркостей в поле зрения между рассматриваемым предметом (книга, тетрадь) и ближайшим к нему фоном (парты) во всех экспериментальных установках превышает американские рекомендации от 4 до 17 раз. Объясняется это тем, что парты окрашены в темные цвета с малым коэффициентом отражения. Относительно меньшее превышение (в 4 раза) наблюдалось в классе, где парты были окрашены в темно-зеленый цвет. Все остальные яр-костные характеристики — соотношение между рассматриваемым предметом (тетрадью) и потолком, а также между светильником и потолком — при всех экспериментальных установках более благоприятны, чем соотношения, рекомендуемые американским стандартом.
Работой 3. А. Скобаревой из руководимой нами лаборатории на основании сравнительного изучения непосредственно в классах влияния различных условий освещения, создаваемых экспериментальными осветительными установками, на физиологические реакции организма дана положительная гигиеническая оценка люминесцентному освещению, при котором работоспособность зрения, видимость, устойчивость ясного видения и другие функции выше, чем при освещении лампами накаливания. Правильность этих выводов подтверждается анкетным опросом учащихся и преподавателей, которые предпочли люминесцентное освещение лампам накаливания, изъявив желание заниматься в классах с люминесцентным освещением. На основании этих данных ВНИСИ рекомендует как наиболее эффективные два следующих варианта люминесцентных осветительных установок (рис. 5): а) 8 светильников ШОД-2-80 и зеркальный светильник местного освещения на 2 лампы по 80 \У; при этом варианте удельный расход мощности составляет 32,4 Ш/м2, освещенность Еср =430 лк, Енин =335 лк, равномерность К=1,35: б) 12 светильников ШОД-2-40 и зеркальный светильник на 2 лампы по 40 XV, удельная мощность 24,9 Ш/м2, освещенность Еср=350 лк, Еиин =295 лк, К=1,37.
6 Гигиена и санитария, № 10
81
До освоения выпуска бесшумных дросселей рекомендуется применение светильника ШОД-1-2-40 с лампами накаливания взамен дросселей и размещение их по схеме рис. 5, б (удельная мощность 45,2 W/m2). Однако, несмотря на большой расход электроэнергии, наличие этого светильника позволяет преодолеть одно из существенных препятствий— шум дросселей — и делает вполне реальным применение люминесцент ного освещения в школах.
В настоящее время имеются все основания считать, что улучшение искусственного освещения в школах должно пойти по пути устройства люминесцентного освещения. Тот факт, что первоначальные затраты н;> люминесцентное освещение намного выше, чем на освещение лампами накаливания, не может служить мотивом для отказа от применение люминесцентного освещения в школах. Расчеты ВНИСИ показывают, что в течение 24«—3 лет вследствие меньших эксплуатационных расходов все капитальные затраты полностью окупаются. Переход на люминесцентное освещение в школах должен привести к повышению освещенности в 2 раза при Р/г-кратной экономии электроэнергии. Вместе с тем высокая равномерность освещения, благоприятное соотношение яркостей в поле зрения при минимальных значениях прямой и отраженной блескости, цвет света, близкий к дневному, — все это должно обеспечить благоприятные гигиенические условия, способствующие профилактике близорукости и сохранению зрения.
Таким образом, высокая экономичность и гигиенические преимущества люминесцентных ламп создают предпосылки для широкого их вне дрения в практику школьного освещения.
ЛИТЕРАТУРА
Ьелостоцкая Е. М. Гиг. и сан., 1951, № 11, стр. 37. — Волоцкий Н. В. Светотехника, 1956, № 5, стр. 18.—Данциг Н. М., Шафранов Б. В. В кн.: Материалы научной конференции по вопросам школьной гигиены. М., 1958, стр. 33.— Данциг Н. М. Тезисы докл. и информационный материал Всесоюзн. науч.-техническ сессии по светотехнике. М,—Л., стр. 63. — Дамский А. И. Светотехника, 1958, № 4. стр. 1. — Зильбер Д. А., Телятьев В. В. Там же, 1957, № 9, стр. 17. — 3 и л ь-бер Д. А. Там же, 1958, №8, стр. 24.—Ч а х м а ч а н А. А. Там же, 1956, №5. стр. 25. — Шефтель Е. В., Айзенберг Ю. Б. Там же, 1959, № 7, стр. 1,— Шеф те ль Е. Б., Казакова Г. Л. Там же, 1959, № 8, стр. 13.
Поступила Mí I 1060 ,
¿r £ 6
