Підвищення ефективності внутрішнього штучного освітлення в умовах виробництва

Размещено на http://www.allbest.ru/

ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

УДК 628.973

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВНУТРІШНЬОГО ШТУЧНОГО ОСВІТЛЕННЯ В УМОВАХ ВИРОБНИЦТВА

05.09.07 світлотехніка та джерела світла

МИСЮК ЮЛІЯ ПЕТРІВНА

Харків - 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі електротехніки і світлотехніки Національного авіаційного університету Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: кандидат технічних наук, професор

Зеленков Іван Аврамович,

Національний авіаційний університет,

професор кафедри електротехніки і світлотехніки

Офіційні опоненти : доктор технічних наук, професор

Назаренко Леонід Андрійович,

Харківська національна академія міського господарства,

завідувач кафедри світлотехніки і джерел світла

кандидат технічних наук, доцент

Рейцен Євген Олександрович,

Київський національний університет будівництва та

архітектури, професор кафедри міського будівництва

Захист відбудеться 25.12.2008 р. о 12-30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.086.02 у Харківській національній академії міського господарства (61002, Україна, м. Харків, вул. Революції, 12).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Харківської національної академії міського господарства (61002, Україна, м. Харків, вул. Революції, 12).

Автореферат розісланий 18.11.2008 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради В.М. Поліщук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

зоровий працездатність освітлення

Актуальність теми. У практиці організації праці важливою складовою є покращення її умов, що формують виробниче середовище, у якому людина працює. Від їх стану безпосередньо залежить ефективність трудової діяльності, тобто рівень працездатності людини, результати її роботи тощо протягом робочого дня, особливо під час виконання напруженої зорової роботи (II?III розряд зорової роботи) за відсутністю або недостатністю природного освітлення. Проблема підвищення ефективності внутрішнього штучного освітлення в умовах виробництва набуває сьогодні важливого теоретичного і практичного значення для сучасної світлотехніки і гігієни праці й тісно пов'язана з дослідженнями функціональних станів, які розвиваються у процесі напруженої зорової роботи.

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційного дослідження, сформульовано його мету і завдання, які потребують розв'язання, визначено наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів, описано методи дослідження, подано відомості про апробацію результатів роботи, зазначено кількість публікацій, що відображають теоретичні й практичні результати дослідження, визначено особистий внесок здобувача в наукових роботах, приведені рекомендації щодо подальшого впровадження отриманих результатів.

Перший розділ "Аналіз впливу світлового середовища виробничих приміщень на ефективність трудової діяльності людини" носить оглядово-аналітичний характер і висвітлює основні тенденції по питанню, що досліджується. Здійснено аналіз наукових праць, присвячених дослідженню впливу умов штучного освітлення на ефективність трудової діяльності, психофізіологічні показники організму людини і стомлення в умовах виробництва.

Показано, що поряд з безумовними досягненнями в галузі теоретичних та експериментальних досліджень на сьогодні ще не вирішено такі основні задачі:

– нез'ясованим залишається визначення настання моменту стомлення працівників під час виконання напруженої зорової роботи;

– в попередніх дослідженнях динамічного освітлення зміна характеристик освітлення не була пов'язана зі змінами у функціональному стані організму людини;

– впровадження динаміки світлового середовища з врахуванням біологічного впливу світла на організм людини представляє собою практично недостатньо вивчений засіб збереження працездатності працівників протягом робочого дня, боротьби з хронічною стомлюваністю під час виконання високоточної зорової роботи (II?III розряд зорової роботи) за відсутністю природного освітлення.

Для забезпечення сприятливого світлового середовища в умовах виробництва система освітлення повинна бути адаптована до функціональних можливостей людини. У дослідженнях динаміки психофізіологічного стану людини під час виконання зорової роботи в різних умовах освітлення вже отримано певні результати. Однак оцінювання умов праці за фактором освітлення ще недосконале, оскільки не враховує функціональний стан працівника в комплексі психофізіологічних функцій, що визначаються зоровою працездатністю в системі «людина-світлове середовище».

Багатьма науковцями відмічено негативний вплив статичності освітлення. Наслідками таких умов освітлення в приміщеннях, де людина проводить значну частину свого часу або ж виконує роботу високої точності, є порушення зорових функцій, підвищена загальна стомленість, втома очей, часті головні болі, зниження уваги і працездатності. Однозначно позитивно у працях відомих науковців оцінюється динаміка освітлення. Можна припустити, що, впливаючи на відповідні нервові центри адекватним для зорового аналізатора подразником, тобто змінюючи в певних межах основні характеристики освітлення, вдасться зменшити ступінь зрушень у психофізіологічному стані людини та зберегти високий рівень працездатності протягом робочого дня.

Знаходячись на стадії експериментальних досліджень, задача розроблення та впровадження режиму динамічного освітлення у виробничі приміщення за відсутністю природного освітлення, здатного запобігти настанню моменту стомлення та забезпечити високий рівень працездатності людини протягом робочого дня, потребує проведення наукових теоретичних та експериментальних досліджень.

На основі аналізу літературних джерел, з результатів досліджень впливу умов освітлення на зоровому і психофізіологічному рівні в галузі світлотехніки й гігієни праці, сформульовані мета дисертаційної роботи та задачі дослідження.

У другому розділі "Вибір та обґрунтування методів дослідження і методики оброблення експериментальних даних" представлено методи дослідження впливу умов освітлення на функціональний стан організму людини і її зорову працездатність, порядок проведення експерименту і методики оброблення експериментальних даних.

Показано, що вивчення проявів стомлення зорового аналізатора, особливо під час виконання зорової і нервово напруженої роботи, можливе на основі зміни його функціонального стану, який, разом із вивченням інших фізіологічних функцій у динаміці робочого дня, може характеризувати не лише стомлення в ділянці зорового аналізатора, але й загальне стомлення організму людини, її центральної нервової системи. Дослідження було проведено в майстерні по ремонту радіоапаратури, яка розташована в приміщенні підвального типу (розміри 6Ч12 м, висота - 3,5 м). Для такого приміщення характерним є те, що робота пов'язана зі значним зоровим напруженням, передбачає виконання певних дій при різних орієнтаціях робочої поверхні в умовах статичного освітлення протягом усього робочого дня. Це призводить до напруження всіх систем організму, стає причиною функціональних зрушень у зоровому аналізаторі та призводить до розладу зору і зниження працездатності людини.

Дослідження було проведено за два етапи. Перший етап передбачав вивчення раніше зазначених показників під час виконання точної зорової роботи в умовах статичного штучного освітлення, другий етап ? в умовах динамічного штучного освітлення. На першому етапі дослідження загальне освітлення в приміщенні забезпечували 6 світильників із 4 люмінесцентними лампами (ЛЛ) типу ЛБЧ40 у кожному. Для дослідження впливу динамічного освітлення було проведено заміну світильників на 6 груп освітлювальних установок (ОУ), кожна з яких складається з трьох світильників із двома ЛЛ типів ЛД, ЛБ і ЛХБЧ40. Місцеве освітлення забезпечував постійно ввімкнений світильник із ЛЛ типу ЛБЧ40, розміщений на висоті 2 м над робочою поверхнею, що концентрував світловий потік безпосередньо на робоче місце. Було передбачено три орієнтації робочої поверхні - горизонтальна, похила і вертикальна, що дало змогу в повній мірі виявити зрушення у функціональному стані організму людини й динаміці її працездатності.

Для встановлення закономірностей протікання вікової працездатності в різних режимах освітлення, що є актуальним питанням і може розглядатися як важлива наукова передумова забезпечення трудового довголіття, у дослідженнях брали участь працівники трьох вікових груп: I група ? 19?24 роки (10 осіб), II група ? 25?35 років (10 осіб), III група ? 36?45 років (10 осіб).

З урахуванням вимог стандартів, в дослідженнях режимів освітлення прийнято діапазон зміни освітленості при системі загального освітлення від 350 до 750 лк, а також один з режимів динамічного освітлення передбачає зміну освітленості від 450 лк до 850 лк. Динаміку освітлення за спектром випромінювання забезпечували ЛЛ типів ЛД, ЛБ і ЛХБ.

На всіх етапах дослідження було передбачено вивчення впливу різних режимів штучного освітлення на динаміку зорової працездатності, точності виконання завдання, функціональний стан центральної нервової (ЦНС) та серцево-судинної систем (ССС) працівників протягом робочого дня. Як функціональні тести для оцінювання зорової працездатності і функціонального стану організму людини в різних режимах освітлення використано:

– цифровий вимірювач UA-705 (тонометр) ? для визначення показників артеріального тиску і частоти серцевих скорочень;

– метод адиспаропії ? для визначення функціональної стійкості роздільної здатності зорового аналізатора;

– метод коректурних проб за таблицями В.А. Анфімова ? для оцінювання динаміки працездатності протягом робочого дня;

– метод суб'єктивного оцінювання учасників спостережень ? для оцінювання комфортності умов освітлення при різних режимах внутрішнього штучного освітлення.

Адаптація учасників дослідження до процедури проведення дослідження здійснювалася протягом двох тижнів. Дослідження тривали протягом півтора року - з осені до весни включно. Оцінювали зазначені показники протягом робочого дня через кожні півтори години завжди в той самий час. Перед перервою і наприкінці робочого дня учасники дослідження оцінювали ступінь впливу світлового середовища на увагу, якість і темп виконання роботи, самопочуття і настрій.

Перед початком роботи визначали психофізіологічні особливості учасників дослідження по низці ознак за семибальною шкалою. Це дозволило визначити наявність або відсутність відчуття стомлення після попереднього дня проведення дослідження. Для дослідження динаміки працездатності працівників протягом робочого дня визначали стійкість зорової працездатності під час роботи з коректурними таблицями, що дозволило визначити настання моменту стомлення і розробити режим динамічного освітлення, здатний запобігти його настанню. Для кожної таблиці, з якою працювали учасники дослідження, розраховували коефіцієнти точності та працездатності.

Порядок оброблення експериментальних даних передбачав обчислення середнього арифметичного значення вибірки (), середнього квадратичного відхилення (S) і стандартної помилки середнього (m). Рівень значущості (р₁) різниць між середніми арифметичними значеннями функції для порівняння режимів освітлення визначали за таблицями Фішера. За допомогою методу експертних оцінок проводили обчислення коефіцієнта узгодженості учасників досліджень під час оцінювання ступеня впливу умов освітлення на характеристики уваги, темпу і якості роботи, самопочуття і настрою.

У третьому розділі "Результати дослідження впливу умов внутрішнього штучного освітлення на функціональний стан організму людини і рівень її працездатності" наведено результати дослідження впливу різних режимів штучного освітлення на динаміку працездатності працівників і функціональний стан основних систем організму протягом робочого дня.

Шляхом хронометражу часу, витраченого на виконання завдання, із врахуванням точності виконання завдання, експрес-опитування працівників, було встановлено, що стомлення настає вже через перші півтори години роботи. Тому заходи для запобігання настання моменту стомлення необхідно проводити вже через 1,5 години виконання роботи, в період високої працездатності, коли можуть розпочинатися характерні для стомлення коливання рівня працездатності.

У процесі трудової діяльності, яка пов'язана із зоровим напруженням, у працівників поступово розвивається стомлення, яке залежить від складності виконуваної роботи, а також умов освітлення. Під час тривалого зорового навантаження виникає стан організму, при якому він не здатен у подальшому чинити опір чинникам, що викликають зорове напруження. Виконання будь-якої тривалої роботи відбувається з енерговитратами організму. Головним базовим енергетичним субстратом організму людини є адезинтрифосфорна кислота (АТФ), завдяки розчепленню якої вивільнюється певна кількість енергії, що використовується організмом для підтримання життєдіяльності і долання стомлення хронічного характеру.

Для відновлення рівня АТФ у звичайних умовах (не пов'язаних із тривалим напруженням функціональних систем організму) необхідно 10?15 хвилин. Тому можна припустити, що динамічний режим освітлення, світлові характеристики якого змінюються за 10?15 хвилин до настання моменту стомлення, сприятиме швидкому відновленню рівня АТФ без напруження всіх систем організму людини. Проведення дослідження відбувалося в умовах адаптації працівників до статичних і динамічних режимів освітлення. Статичні режими штучного освітлення: режим 1 (рівень освітленості E_ср=350 лк), режим 2 (рівень освітленості E_ср=550 лк), режим 3 (рівень освітленості E_ср=750лк).

В умовах динамічного освітлення зміна рівнів освітленості узгоджена із настанням моменту стомлення працівників. Було передбачено дослідження п'яти режимів динамічного освітлення, які розроблено на підставі отриманих експериментальних даних при статичних режимах освітлення:

? режим 4 (рівень освітленості змінюється безпосередньо в момент настання стомлення);

? режим 5 (рівень освітленості змінюється за 5 хвилин до настання моменту стомлення);

? режими 6 і 8 (рівень освітленості змінюється за 10?15 хвилин до настання моменту стомлення);

? режим 7 (рівень освітленості змінюється за 20?25 хвилин до настання моменту стомлення).

Для режимів динамічного освітлення 4?7 прийнято діапазон зміни освітленості при системі загального освітлення від 350 до 750 лк, а для режиму 8 ? від 450 до 850 лк. Найважливіші показники, які відображають стан серцево-судинної системи - частота серцевих скорочень (ЧСС) і артеріальний тиск (АТ). Значущими для діагностики стану стомлення є не лише симптоми підвищеної ЧСС, підвищеного АТ, зокрема систолічного артеріального тиску (САТ), а й спрямованість і величина зрушень цих показників.

Дещо підвищені значення ЧСС спостерігаються в групі I, що свідчить про напруження функціональних систем організму під час виконання роботи при статичних режимах освітлення. Для двох інших груп значення ЧСС не перевищують нормованих, встановлених Всесвітньою Організацією Охорони Здоров'я (ВООЗ).

Після перерви (після 12 год. 30 хв.) спостерігається зростання ЧСС у всіх трьох групах учасників дослідження, що пояснюється значним навантаженням на серце, викликаним недостатнім для виконання протягом тривалого часу напруженої зорової роботи рівнем освітленості.

Як видно з рис. 1 використання рівня освітленості Е_ср=350 лк може бути доцільне лише в період з початку робочого дня до перерви, далі варто поступово підвищити рівень освітленості до Е_ср=750 лк.

При освітленості Е_ср=750 лк спостерігається зростання ЧСС протягом усього робочого дня, що пояснюється навантаженням на серце із самого початку виконання напруженої зорової роботи, у той момент, коли організм не був готовий до навантаження у вигляді підвищеного рівня освітленості. Це свідчить про необхідність встановлення нижчого рівня освітленості на початку робочого дня з поступовим його збільшенням.

Таким чином, спостерігаємо зростання ЧСС, пов'язане з навантаженням на серцево-судинну систему, яке досягає свого максимуму наприкінці робочого дня в усіх режимах статичного освітлення. Зміни ЧСС, що виникли в процесі виконання роботи, є не лише проявом стану організму, але й чинять в свою чергу вплив на працездатність і вищу нервову діяльність.

Аналіз зміни систолічного артеріального тиску протягом робочого дня при статичних умовах освітлення показав зростання рівня тиску під час другого вимірювання показників, що пов'язано з певними енерговитратами організму. Наступне його зменшення свідчить про відновлення енергетичних витрат за рахунок розчеплення АТФ ? головного енергетичного субстрату. Однак після перерви відмічається повторне зростання САТ. Це свідчить про те, що в цьому випадку АТФ не встигає відновитися до початкового рівня і виконання завдання відбувається за рахунок значних енерговитрат організму.

Отримані кількісні значення та динаміка артеріального тиску протягом робочого дня при статичних режимах освітлення дають підстави для висновків про настання моменту стомлення вже через півтори години роботи. Це підтвердили результати дослідження функціональної стійкості роздільної здатності зорового аналізатора, що дає чітке уявлення про функціональні можливості зорової системи, особливо під час значних зорових навантажень, а також дослідження динаміки зміни працездатності працівників протягом робочого дня за коефіцієнтами точності й працездатності на основі результатів коректурних проб (рис. 2).

Динаміка часу адиспаропії характеризується зниженням його абсолютних значень вже через перші півтори години роботи, що також свідчить про необхідність використання освітленості Е_ср=350 лк лише на початку роботи, після чого необхідно поступово підвищити рівень освітленості до Е_ср=550 лк, а потім до Е_ср=750 лк. Динаміку змін середніх значень ЧСС і коефіцієнта працездатності для трьох вікових груп під час виконання зорової роботи на похилій робочій поверхні в різних режимах динамічного освітлення представлено на рис.

Найнижчі значення коефіцієнта працездатності має група I (19?24 роки), що пояснюється відсутністю досвіду виконання високоточної зорової роботи протягом усього робочого дня. Обстеження працівників під час виконання зорової роботи в різних режимах статичного освітлення показало, що з трьох груп учасників дослідження найбільш стабільні показники функціонального стану організму має група II (25?35 років).

Встановлено, що при всіх орієнтаціях робочої поверхні спостерігається однакова динаміка змін часу адиспаропії і коефіцієнта працездатності, різниця полягає в абсолютних значеннях цих показників. Тому можна зробити висновок, що орієнтація робочої поверхні впливає на досліджувані показники, що варто враховувати в умовах виробництва.

Встановлено, що найбільш сприятливим є режими 6 і 8 динамічного освітлення, згідно з яким рівень освітленості змінюється за 10?15 хвилин до настання моменту стомлення. При цьому для груп I і II найбільш сприятливим є зміна рівнів освітленості Е_ср= 350ч750 лк, а для групи III ? Е_ср= 450ч850 лк. Це пояснюється тим, що зі збільшенням віку для виконання напруженої зорової роботи необхідно встановлювати більш високі рівні освітленості, що було підтверджено і показниками ССС. Результати режиму 8 близькі до результатів режиму 6, однак наприкінці дня спостерігається зростання частоти серцевих скорочень у обох групах. Підтвердженням правильності такого висновку є експериментально отримана при динамічних умовах освітлення найменша варіабельність середніх арифметичних значень усіх реєстрованих показників. Варіативність будь-якої з характеристик у даному експерименті може бути віднесена на рахунок індивідуальних особливостей функцій учасників дослідження, а також коливання їх протягом робочого тижня.

Найменш сприятливим є режим 7, згідно з яким рівень освітленості збільшується за 20?25 хвилин до настання моменту стомлення працівників. Очевидно, така зміна освітленості є завчасною для запобігання настання моменту стомлення. За об'єктивними характеристиками функціонального стану зорового аналізатора, ССС і ЦНС, працездатності, а також за суб'єктивною оцінкою ступеня впливу умов освітлення більш сприятливим слід вважати режим динамічного освітлення, характеристики якого змінюються за 10-15 хвилин до настання моменту стомлення, що сприяє запобіганню настання моменту стомлення і, як наслідок, збереженню зорової працездатності працівників протягом усього робочого дня.

У четвертому розділі "Аналіз і узагальнення результатів експериментальних досліджень" наведено аналіз і узагальнення результатів експериментальних досліджень працездатності і стан психофізіологічних показників працівників в різних режимах штучного освітлення. Одержані в результаті експериментів кількісні значення окремих функцій та їх зміна протягом робочого дня дають змогу зробити висновки про рівень стомлення та працездатності працівників під час виконання високоточної зорової роботи.

Зміни показників ССС, що виникають під час виконання роботи, є не лише проявом стану організму, але й чинять вплив на працездатність і вищу нервову діяльність людини. Аналіз результатів дослідження показав, що протягом робочого дня відбувалися достовірні зміни частоти серцевих скорочень й артеріального тиску, особливо при статичних режимах освітлення. Лише за умов динамічного режиму освітлення, світлові характеристики якого змінюються за деякий час до настання моменту стомлення, зазначені характеристики зберігаються на відносно сталому рівні.

Дані фізіологічних обстежень показали значні функціональні зрушення у функціональному стані ССС учасників досліджень при статичних режимах освітлення. Так, ЧСС зростала вже у перші години роботи в трьох групах учасників досліджень. Найбільше зростання показників ССС під час виконання зорової роботи виявлено в умовах освітлення при Е_ср=350 лк (режим 1), в умовах освітлення згідно з режимом 4 зміни були незначними, що пояснюється зміною світлових характеристик на фоні вже розвинутого стомлення, однак ці зрушення не виходили за межі рекомендованих ВООЗ величин.

Встановлено, що за умов освітлення згідно з режимом 1 (Е_ср=350 лк) величина часу адиспаропії знаходиться на досить високому рівні протягом перших півтори години виконання зорової роботи, після чого спостерігається різке зниження зазначеної величини. Майже всі досліджувані функціональні характеристики під час виконання зорової роботи в умовах динамічного освітлення мають деякі відмінні особливості. Зміни адиспаропії протягом робочого дня мають таку ж спрямованість, як і при статичних умовах освітлення. Проте якщо при статичному освітленні абсолютні значення цієї функції знижуються протягом усього робочого дня, то при динамічному режимі значне зниження спостерігаємо лише після першої години роботи. За ступенем зміни цього показника з досліджених режимів освітлення більш сприятливим є режими 6 і 8 динамічного освітлення, згідно яких зміна світлових характеристик відбувається за 10?15 хвилин до виникнення стомлення.

Результати досліджень показали, що спрямованість і ступінь зміни коефіцієнта працездатності в різних умовах статичного освітлення майже однакові, але середні арифметичні значення його при 1-му режимі освітлення значно нижчі, ніж в умовах режимів 2 і 3. Такий характер змін можна пояснити тим, що виконання роботи супроводжувалося зміною в корі головного мозку нормального співвідношення процесів збудження і гальмування. Це призводило до зниження функціональної дієздатності організму. За умов динамічного освітлення (режими 4?8) коефіцієнт працездатності вищий, ніж за умов статичного освітлення.

Аналіз результатів дослідження показав, що необхідний рівень працездатності працівників старших 40 років досягається за рахунок значного напруження діяльності всіх систем організму. Систематичне напруження позначається і на подальшому стані їх здоров'я. У процесі виконання роботи відбувається перебудова всіх психофізіологічних параметрів щодо нового рівня діяльності, при цьому характер перебудови неоднаковий у людей різного віку. Зрушення САТ і ЧСС з віком більш виражені. Природно припустити, що внаслідок тривалої роботи у працівників 25?35 років утворився стійкий динамічний стереотип, завдяки чому навіть такий лабільний показник, як частота серцевих скорочень, став більш стійким, ніж у 19?24-річних працівників. У працівників віком 25?35 років немає виражених фізіологічних вікових зрушень, які можуть вплинути як на стійкість робочого стереотипу, так і на рівень працездатності, тісно пов'язаний із цією стійкістю. Необхідно зазначити, що у працівників 36?45 років послаблені нервові впливи на тканини і підвищена чутливість до дії ряду гуморальних факторів на фоні зниження реакційної здатності. І якщо в результаті тривалої напруженої зорової роботи зрушення реакції кровообігу в людей зазначеного віку стають більшими, ніж у 25?35-річних, то це свідчить про більш значне напруження в діяльності їхньої серцево-судинної системи.

Встановлено, що необхідний рівень професійної працездатності працівників 40 років і старших за віком досягається за рахунок значного напруження діяльності всіх систем організму. Саме тому для групи III (36?45 років) найбільш сприятливим режимом динамічного освітлення є режим 8, згідно з яким рівень освітленості змінюється в межах Е_ср=450ч850 лк.

Перевага режимів 6 і 8 динамічного освітлення підтверджується суб'єктивною оцінкою учасників дослідження за такими характеристиками: увага, темп і якість виконання роботи, самопочуття та настрій.

У табл. 1 наведено динаміку рівнів деяких досліджуваних функцій від початку до кінця робочого дня. Така динаміка служить мірою стомлення і визначається за формулою:

де П₁ ? значення досліджуваної функції на початку робочого дня;

П₂ ? значення досліджуваної функції наприкінці робочого дня.

Таблиця 1. Рівень зміни коефіцієнта працездатності (у %) від початку до кінця робочого дня в різних режимах освітлення (горизонтальна робоча поверхня)

Аналіз таблиці показує, що під час виконання роботи в режимах статичного освітлення рівень працездатності знижується в середньому на 1?7%; режим динамічного освітлення, світлові характеристики якого змінюються безпосередньо в момент настання стомлення, сприяє підвищенню працездатності працівників в середньому на 1?3%. Найбільш сприятливим є режим динамічного освітлення, згідно якого світлові характеристики змінюються за деякий час до настання моменту стомлення. Такий режим освітлення сприяє підвищенню працездатності працівників у середньому на 5?6%, що є суттєвим в умовах виробництва.

Встановлено, що орієнтація робочої поверхні впливає на зорове стомлення працівників, що варто враховувати в умовах виробництва. Різниця між абсолютними значеннями досліджуваних функцій під час виконання зорової роботи з найкращою орієнтацією робочої поверхні (похилою) і найгіршою (вертикальною) є стабільною і складає близько 8?9%, різниця між похилою і горизонтальною робочими поверхнями також є стабільною і складає близько 4%. Розрахунок економічної ефективності ОУ даного типу виробничого приміщення показав, що впровадження режиму динамічного освітлення, у порівнянні з режимом статичного освітлення до модернізації ОУ, сприяє річному економії електроенергії ? у середньому на 15%.

В рамках дисертаційної роботи були частково розглянуті питання підвищення ефективності системи освітлення у приміщеннях вищих навчальних закладів. Досліджено вплив статичного режиму освітлення існуючої системи освітлення. Для підвищення її ефективності запропоновано розробити режим динамічного освітлення з урахуванням робочого дня студентів.

Таким чином, на підставі проведених експериментальних досліджень, встановлено, що за об'єктивними характеристиками функціонального стану зорового аналізатора, центральної нервової і серцево-судинної систем, працездатності, а також за суб'єктивною оцінкою ступеня впливу умов освітлення найбільш сприятливою для збереження працездатності і показників серцево-судинної системи працівників віком 19?35 років в межах норми протягом усього робочого варто вважати зміну рівня освітленості від 350 лк до 750 лк, а для працівників віком 36?45 років ? від 450 лк до 850 лк.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється в розробці найбільш ефективного режиму динамічного освітлення виробничого приміщення з урахуванням функціонального стану організму людини на основі експериментального дослідження різних режимів штучного освітлення. Отримані в дисертаційному дослідженні результати роблять суттєвий внесок у загальну програму розвитку світлотехніки України. Основні висновки та практичні рекомендації дисертаційної роботи полягають у наступному:

1. З метою виявлення виникнення стомлення досліджено вплив статичних режимів внутрішнього штучного освітлення на зорову працездатність і функціональний стан організму людини. Встановлено, що стомлення виникає вже через перші півтори години роботи.

2. Встановлено, що лише фізіологічні зрушення в центральній нервовій і серцево-судинній системах, які свідчать про функціональне перенавантаження організму, можуть служити показником наростання стомлення, тоді як динаміка зорової працездатності без відповідних фізіологічних показників недостатня для такого висновку.

3. Досліджено вплив декількох режимів динамічного освітлення, узгоджених із настанням моменту стомлення і функціональним станом організму людини, що дозволило виявити найбільш сприятливий для даних умов роботи режим освітлення.

4. На основі експериментально отриманих залежностей зміни показників серцево-судинної системи від умов внутрішнього штучного освітлення вперше встановлено, що збереженню значень частоти серцевих скорочень і артеріального тиску на оптимальному рівні сприяє використання режиму динамічного освітлення, згідно якого зміна рівня освітленості узгоджена з настанням моменту стомлення.

5. Встановлено, що для збереження працездатності працівників віком 19?35 років протягом всього робочого дня найбільш сприятливим варто вважати режим динамічного освітлення, згідно якого рівень освітленості збільшується від 350 лк до 750 лк, а для працівників віком 36?45 років ? від 450 лк до 850 лк за 10?15 хвилин до настання моменту стомлення, при цьому колір освітлення змінюється протягом робочого дня від денного до холодно-білого відтінку.

6. Встановлено і кількісно доведено, що орієнтація робочої поверхні впливає на зорове стомлення, що варто враховувати в умовах виробництва. Різниця між найкращою орієнтацією робочої поверхні (похилою) і найгіршою (вертикальною) є стабільною і складає близько 8?9%, різниця між похилою і горизонтальною робочими поверхнями також є стабільною і складає близько 4%. Це дає підстави рекомендувати в умовах виробництва для найменшого стомлення почергово змінювати похилу і горизонтальну робочі поверхні.

7. Показано, що використання рекомендованого режиму динамічного освітлення сприяє підвищенню ефективності внутрішнього штучного освітлення за рахунок підвищення рівня точності виконання завдання і працездатності працівників в середньому на 5?6%, економії електроенергії в середньому на 15%.

8. Проведено експериментальне дослідження впливу штучного освітлення на працездатність, точність виконання завдання (по коректурній пробі), функціональний стан серцево-судинної системи студентів, що свідчить про актуальність продовження досліджень у даному напрямку з метою підвищення ефективності системи освітлення у приміщеннях навчальних закладів.

ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

1. Зеленков І. А. Підвищення ефективності системи освітлення приміщень інженерно-авіаційного центру аеропорту / І. А. Зеленков, Ю. П. Мисюк // Вісник НАУ. ? 2004. ? № 4. ? С. 99?102.

2. Зеленков І. А. Динаміка робочого освітлення підприємств / І. А. Зеленков, Ю. П. Мисюк // Електроніка та системи управління. ? 2005. ? № 1. ? С. 65?68.

3. Зеленков І. А. Дослідження зорової працездатності студентів в умовах природного та штучного освітлення / І. А. Зеленков, Ю. П. Мисюк // Світлотехніка та електроенергетика. ? 2005. ? № 6. ? С. 22?25.

4. Зеленков І. А. Динаміка зорової працездатності студентів в умовах динамічного штучного освітлення / І. А. Зеленков, Ю. П. Мисюк // Електроніка та системи управління. ? 2006. ? № 4(10). ? С. 159?164.

5. Зеленков І. А. Експериментальне моделювання динамічних режимів виробничого освітлення / І. А. Зеленков, Ю. П. Мисюк // Електроніка та системи управління. ? 2006. ? № 1(7). ? С. 128?131.

6. Зеленков И. А. Об эффективности использования динамического освещения при выполнении зрительных работ II?III разряда точности / И. А. Зеленков, Ю. П. Мисюк // Світло люкс. ? 2007. ? № 1. ? С. 75?77.

7. Мисюк Ю. П. Оцінювання психофізіологічних показників працездатності людини при різних режимах штучного освітлення / Ю. П. Мисюк // Електроніка та системи управління. ? 2007. ? № 4(14). ? С. 94?100.

8. Мисюк Ю. П. Підвищення ефективності внутрішнього освітлення в умовах виробництва / Ю. П. Мисюк // Світло люкс. ? 2008. ? № 2. ? С. 89?94.

9. Зеленков І. А. Енергоефективне освітлення виробничих приміщень / І. А. Зеленков, Ю. П. Мисюк // Физические и технические проблемы светотехники и электроэнергетики : ІІ Междунар. науч.-техн. конф., 16-18 мая 2005 г. : тезисы докл. ? Х., 2005. ? С. 28?29.

10. Зеленков І. А. Засоби підвищення ефективності системи освітлення виробничих приміщень / І. А. Зеленков, Ю. П. Мисюк // Теорія та методи обробки сигналів : I Міжнар. наук. конф., 25-27 трав. 2005 р. : тези доп. - К., 2005. - С. 26.

11. Зеленков І. А., Мисюк Ю. П. Експериментальне моделювання динамічних режимів виробничого освітлення : материалы Междунар. науч.-техн. конф. ["Моделирование в электротехнике, электронике и светотехнике"], (Киев, 14-16 сент. 2005 г.) / НАН Украины, М-во образования и науки Украины [и др.]. ? К. : ОГМУСЭ ИПМЭ им. Г.Е. Пухова НАН Украины, 2005. ? С. 47?48.

12. Мисюк Ю. П. Динаміка функціонального стану організму людини в умовах штучного освітлення : материалы Междунар. науч.-техн. конф. ["Новейшие технологии и энергоэффективность в светотехнике и электроэнергетике"], (Харьков, 16-18 апр. 2007 г.) / М-во образования и науки Украины, НАН Украины [и др.]. ? Х. : ХНАГХ, ? Харьков, 2007. ? С. 26?27.

АНОТАЦІЯ

Мисюк Ю.П. Підвищення ефективності внутрішнього штучного освітлення в умовах виробництва. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.07 ? світлотехніка та джерела світла, Харківська національна академія міського господарства, Харків, 2008.

Дисертація присвячена підвищенню ефективності внутрішнього штучного освітлення в умовах виробництва за рахунок використання динамічного освітлення з врахуванням функціонального стану організму людини. Проведено експериментальні дослідження впливу різних режимів штучного освітлення на стан серцево-судинної і центральної нервової систем, зорової працездатності і стомлення працівників під час виконання високоточної зорової роботи (II-III розряд зорової роботи) з різною орієнтацією робочої поверхні. Встановлено функціональну залежність рівня працездатності працівників від умов внутрішнього штучного освітлення. Встановлено і кількісно доведено, що орієнтація робочої поверхні впливає на зорове стомлення, що варто враховувати в умовах виробництва. Розроблено і науково обґрунтовано режим динамічного штучного освітлення виробничого приміщення за відсутністю природного освітлення, згідно з яким світлові характеристики змінюються протягом робочого дня за деякий час до настання моменту стомлення, що забезпечує підвищення рівня працездатності працівників у середньому на 5-6%, а також сприяє економії електроенергії у середньому на 15%. Розроблений режим освітлення фактично є основою для програми автоматичного керування штучним освітленням.

Ключові слова: динамічне освітлення, орієнтація робочої поверхні, артеріальний тиск, частота серцевих скорочень, зорова працездатність, функціональна стійкість роздільної здатності зорового аналізатора, стомлення.

АННОТАЦИЯ

Мисюк Ю.П. Повышение эффективности внутреннего искусственного освещения в условиях производства. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.07 - светотехника и источники света. - Харьковская национальная академия городского хозяйства, Харьков, 2008.

Диссертация посвящена повышению эффективности внутреннего искусственного освещения в условиях производства за счет использования динамического освещения с учетом функционального состояния организма человека. Получила дальнейшее развитие концепция создания режима динамического искусственного освещения производственных помещений, особенностью которой является учет функционального состояния организма работников и биологического воздействия света на него.

Проведены экспериментальные исследования влияния статических режимов искусственного освещения на состояние сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, зрительной работоспособности и утомления работников во время выполнения высокоточной зрительной работы (II-III разряд зрительной работы) с разной ориентацией рабочей поверхности. Это позволило установить, что момент утомления наступает уже через первые полтора часа выполнения высокоточной зрительной работы. Установлена функциональная зависимость уровня работоспособности работников от условий внутреннего искусственного освещения.

Исследовано влияние нескольких режимов динамического освещения, согласованных с наступлением момента утомления и функциональным состоянием организма человека, что позволило разработать наиболее благоприятный для данных условий работы режим освещения.

Установлено, что сохранению значений частоты сердечных сокращений и артериального давления на постоянном уровне способствует использование режима динамического освещения, согласно которому изменение уровня освещенности согласовано с наступлением момента утомления. Установлено, что в условиях динамического освещения, согласно которому уровень освещенности изменяется за 10-15 минут до наступления момента утомления, а цвет освещения изменяется на протяжении рабочего дня от дневного к холодно-белому оттенку, зрительная работоспособность является наиболее высокой на протяжении всего рабочего дня. Установлено и количественно доказано, что ориентация рабочей поверхности влияет на зрительное утомление, что следует учитывать в условиях производства.