Ambianta fizica

Ambianta fizica

Ambianta fizica o constituie factorii fizici (iluminatul,cromatica,zgomotul,vibratiile, microclimatul etc.),factorii psihosociali si factorii psihologici.

Acesti factori actioneaza si influenteaza direct asupra capacitatii de munca, astfel ca optimizarea lor constituie o cale de sporire a radamentului in munca , concomitent cu protejarea unui timp indelungat a capacitatii de munca.

Pentru om , in conditiile depasirii anumitor limite ale factorilor de ambianta fizica mentionati , canalele de primire a informatiilor pot deveni sursa generatoare de efort ,

iar mecanismul sistemului nervos de primire , tratare si luare a deciziilor devine susceptibil dereglarilor.

In general , organele de simt indeosebi auzul si vazul , au o mare putere de adaptabilitate dar numai in anumite limite . Cand sunt depasite aceste limite poate duce la fenomene de imbolnavire ireversibile .

1.Iluminatul

1.1.Introducere

Iluminatul conditioneaza in mare masura activitatea omului in general si realizarea sarcinii de munca in special . Aproximativ 90% din informatii provin din intermediul organului vizual , ceea ce conduce la solicitarea importanta a acestuia si care trebuie protejata.

Un sistem de iluminat, bine proiectat, este important pentru productivitatea si calitatea muncii , cat si pentru performanta, confortul si comoditatea operatorului. Imbunatatirea unui sistem de iluminat nu consta in a instala cat mai multe surse de lumina ci si cum trebuie facut acest lucru. Exista mai multe moduri de a imbunatati calitatea iluminatului, ca de exemplu folosind "iluminatul indiscret". Un asemenea iluminat poate fi important din moment ce intensitatea luminii poate fi redusa. De asemenea persoanele mai in varsta sunt foarte sensibile la straluciri, care pot avea un efect negativ asupra vederii lor.

Investigatia vizuala poate fi sporita folosind iluminatul in scopuri speciale, iluminat care face si cele mai mici defecte vizibile.

Notiuni despre compozitia luminii.Soarele emite radiatii care sunt: invizibile si vizibile.Energia radiatiei se poate masura trimitand radiatia pe un corp negru , impermeabil la radiatii , perfet absorbant. Toata energia este transformata in caldura , usor masurabila.

In general se poate considera ca un corp perfect alb , retrimite prin difuziune toate radiatiile pe care le primeste , iar cel negru le absoarbe.

Un corp colorat este opac si apare colorat cand este luminat cu lumina alba , intrucat absoarbe anumite radiatii si trimite prin difuziune relatiile de nuanta complementara celor pe care le absoarbe.

Organul vizual si mecanismul vederii.Ochiul uman se poate compara cu un aparat fotografic care primeste raze luminoase printr-o fanta transparenta si le concentreaza cu ajutorul unei lentile pe o pelicula sensibila la lumina.

Inainte de a realiza impresia vizuala trebuie ca energia luminoasa sa declanseze un lant de procese chimice , nervoase si mentale. Ochiul are ca elemente principale: muschii , cristalinul , pupila si retina.(fig.1.)

Fig.1.Receptorii nervosi ai retinei

Adaptarea ochiului la intuneric sau lumina necesita un anumit timp ce depinde de diferentele de lumina. De la lumina zilei la intuneric , adaptarea se face repede in cca. 5 minute , dar adaptarea totala se realizeaza in cca. 60 minute. Adaptarea ochiului in trcere de la intuneric la lumina se face ceva mai rapid , dar timpul total de adaptare este cam de acelasi ordin de marime.

Acuitatea vizula este calitatea pe care o poseda ochiul , intr-un grad mai mult sau mai putin ridicat , de a distinge detaliile obiectelor si se determina in practica cu ajutorul tabloului de litere al opticienilor.

Factorii principali care influenteaza acuitatea vizuala sunt: contrastele , nivelul de iluminare si timpul de expunere.

Sursele luminoase sunt caracterizate de urmatorii parametrii:

Intensitatea luminoasa: defineste cantitatea de lumina intr-o directie data si unitatea de masura este candela.

Luminanta sursei: reprezinta raportul intre intensitatea luminoasa si suprafata .

Corpurile/suprafetele iluminate prezinta:

Iluminarea:este densitatea fluxului luminos pe o suprafata de iluminat.

Luminata:este cantitatea de lumina reflectata de o suprefata iluminata.Unitatea este candela/m²; stilbul si apostilbul , iar aparatul de masura se numeste luminometru.

Factorul de reflexie: reprezinta raportul dintre fluxul reflectat si fluxul incident.

Absenta stralucirii(a orbirii):efectul "orbirii" asupra eficientei vizuale este prezentat in fig.2.:

 

Fig.2.Efectul stralucirii asupra eficientei vizuale.  Fig.3.Amplasarea corpurilor de iluminat in

functie de zona de vizibilitate.

Stralucirea este directa cand intalneste un punct intens luminos si indirecta cand imaginea sursei de lumina este reflectata de o suprafata lucioasa.

De regula , se recomanda la amplasarea corpurilor de iluminat in functie de zona de vizibilitate , ca ochiul sa nu intalneasca intr-un unghi de 45 plecand de la orizontala , un punct luminos intens (fig.3.).

Lampile pot fi:

- cu incandescenta , formate dintr-un bec de sticla in care se afla un filament sub forma de spirala din tungsten si este umplut cu un amestec de gaz(argon , kripton etc.)

- fluorescente , contituite dintr-un tub de sticla umplut la presiune slaba cu un gaz inert (argon) si cu o mica cantitate de mercur.Interiorul tubului este acoperit cu substante fotoluminiscente.

Avantajele iluminatului fluorescent in comparatie cu iluminatul incandescent se pot sintetiza prin:

~ mai economic

~ durata de functionare mai mare

~ element luminos superior

~ confort vizual bun

~ stralucire redusa: 0.45-0.65 sb

~ o degajare de caldura redusa

cu descarcare: sunt constituite dintr-un tub emitator dotat la fiecare extremitate cu

un electrod principal din tungsten uns cu substante generatoare cu electroni. Emitatorul

este plasat intr-un tub transparent al carui rol este de a mentine arcul de temperatura inalta.

Sistemul de iluminat.In functie de transmisia fluxului luminos cele mai importante

sisiteme de iluminat sunt(fig.4.):

Fig.4.Sisteme de iluminat

direct : cand totalitatea fluxului luminos este concentrat pe suprafata utila;

indirecta : cand totalitatea fluxului luminos este indepartat spre partea superioara a peretilor;

mixt : cand este compus din cele doua sisteme precedente;

prin transparenta : utilizat de exemplu la iluminatul aparatelor de masura si control;

La nivelul locului de munca , pentru a asigura un iluminat artificial corespunzator , trebuie ca pe langa cele aratate sa se aiba in vedere si urmatoarele recomandari:

Iluminatul general sa fie de aceeasi natura cu cel suplimentar si mai redus decat cel al locului de munca (dar nu sub 1/3 din acesta)

Amplasarea surselor luminoase sa tina seama de dispunerea locurilor de munca in scopul evitarii fenomenului de "orbire"

Trebuie evitate: luminozitatea excesiva , zonele umbrite , variatiile de intensitate,

schimbarile frecvente ale directiei si distantei de primire

La un nivel normal de iluminat , capacitatea de a vedea creste cu logaritmul

iluminarii si ca atare o crestere mai mare a iluminarii conduce la o crestere relativ

mica a eficientei

Efectele stralucirii pot fi diminuate prin: reducerea stralucirii surselor luminoase

Nivelul de perceptie vizuala

1.2.Iluminarea si luminarea

Diferenta dintre iluminatie sau iluminat si luminatie este importanta. Iluminatia reprezinta lumina incidenta pe o suprafata. Dupa ce aceasta lumina cade pe suprafata , ea este reflectata si se numeste luminatie. Luminatia este deci o masura a luminii reflectate de o suprafata. Luminatia este deasemenea folosita pentru a masura lumina emisa de ecranul unei statii VDT. Acest lucru este teoretic incorect, insa pentru scopuri practice lumina unui ecran VDT are aceleasi proprietati ca si lumina reflectata.

Pentru a calcula cata luminatie poate fi generata de o suprafata trebuie stiut cat de reflexiva e acea suprafata. Aceasta consta in folosirea reflectantei: un numar cuprins intre 0 si 1. Practic este imposibil a obtine o reflectanta perfecta egala cu 1). O bucata de hartie alba are reflectanta egala cu 0.85. O suprafata inchisa, reflectiva, are reflectanta egala cu 0.

Unitatile de masura sunt de obicei specificate in sistemul SI (sistem metric). Iluminarea se masoara in lux si luminarea in candela pe metru patrat.

Conform sistemului englez iluminatia se masoara in foot candela (fc). Un foot candela echivaleaza cu 10,76 lux, dar in scopuri practice este suficient un factor de coversie egal cu 10. Astfel o iluminatie de 1000 lux, care este specifica pentru o statie de lucru, corespunde cu 100 fc. In sistemul englez luminarea se masoara in foot-lambert(fl).

Un foot lambert echivaleaza cu 3.4 cd/m². Unitatile de masura sunt ilustrate in tabelul 1.

Exista o formula simpla de convertire a iluminatiei in luminatie.

Pentru sistemul international (SI)

luminarea[cd· m^-2]= iluminarea[lux]·reflectanta/π

Unitatile de masura (in SI) pentru iluminatie si luminatie

Tab.1.

In sistemul englez

luminatia(fl) Iluminatia(fc) x Reflectanta

Iluminarea pentru performanta vizuala

Exista doua cai convergente ce pot fi adoptate cand se urmareste determinarea nivelului de iluminare corespunzator unei sarcini vizuale date.

Astfel, se poate corecta efectul nivelului de iluminare asupra pragului vizual pentru sarcini vizuale studiate in conditii de laborator. Atunci, performanta vizuala poate fi asigurata printr-un nivel de iluminare superior valorii limita determinate pentru sarcina vizuala investigata..

In paralel, se poate cerceta direct efectul nivelului de iluminare asupra performantei vizuale peste valoarea pragului limita. Valoarea nivelului de iluminare se determina astfel in functie de performanta vizuala ceruta.

Prima cale ofera avantajul ca se obtine un studiu profund, din punct de vedere psihologic, asupra limitelor procesului vederii. Avantajul celei de a doua cai este ca se poate concluziona direct asupra efectului ce-l poate avea nivelul de iluminare intr-o situatie practica data.

Iluminarea pentru satisfactia vizuala

Experienta castigata in timpul interpretarii rezultatelor masuratorilor de performanta vizuala in situatii practice, a aratat ca, in cele mai multe cazuri, este imposibil sa se stabileasca recomandari de iluminare pentru interioarele de lucru bazate numai pe acest tip de masurari. Astfel, nu se poate determina o sarcina vizuala standard. Cele mai multe sarcini vizuale practice sunt complexe si difera de la o incapere de lucru la alta. Mai mult, recomandarile nu sunt limitate numai la suprafetele de lucru; incaperile de circulatie si de recreere dintr-un interior trebuie sa fie de asemenea considerate, si aici criteriul performantei vizuale nu poate fi totdeauna aplicat. Ca un rezultat al cercetarilor in evaluarea subiectiva a nivelului de iluminare, descrisa in paginile urmatoare, este recunoscut faptul ca gradul satisfactiei vizuale produse de nivelul de iluminare este un important criteriu aditional in toate tipurile de mediu.Astfel:

.In spatiile de lucru

Valorile iluminarii preferate. Experienta practica aratata ca nivelurile de iluminare fie mai jos, fie putin peste cei 2000 lux, sunt optime. Datorita consideratiilor de cost si consum de energie, o iluminare in domeniul a 1000 lux pare sa ofere o solutie rezonabila. In scopul de a obtine informatii asupra luminantelor preferate ale sarcinilor, iluminarile preferate gasite in numeroase cercetari, rezultatele au fost convertite in valori ale luminantei si figurate ca o functie a factorului de reflexie corespunzator al sarcinii,cum este data in publicatiile de specialitate. Cum se putea presupune din valorile apropiate ale iluminarii preferate in diferite cercetari, luminanta preferata a sarcinii nu este constanta, fiind corelata cu factorul de reflexie a sarcinii. Daca factorul de reflexie este scazut, luminanta considerata ca satisfacatoare este mai scazuta decat pentru sarcinile cu factori de reflexie mai mari. Astfel, teoria frecvent vehiculata in trecut, ca daca factorul de reflexie este redus la jumatate din valoarea sa, iluminarea trebuie sa fie dublata, nu poate fi valabila in domeniul optim al iluminarii. Valorile luminantelor preferate ale sarcinii se afla intre aproximativ 100cd/m² la =0,2 si 400cd/m² la =0,8. Iluminarile necesare pentru a realiza aceste valori ale luminantei se afla intr-un domeniu relativ ingust sub 2000 lux.

Din rezultate apare ca factorul principal, ce afecteaza aprecierea operatorului asupra iluminatului, a fost nivelul de iluminare pe suprafata de lucru (sau altfel spus luminanta ariei sarcinii). Mai mult insa, cu cat iluminarea a fost sporita, aprecierea nivelului de iluminare de catre "observatorul mediu" a crescut considerabil cu cresterea nivelului iluminarii, pana cand a fost atinsa o valoare de aproape 800 lux. Peste 800 lux, proportia cresterii aprecierii subiective a tins sa se egaleze, iar peste 1000 lux, cand observatorul mediu a fost complet satisfacut, orice ridicare de nivel a produs numai o usoara crestere a aprecierii.

Valorile iluminarii minime Pentru stabilirea nivelului minim al iluminarii necesare in interioarele de lucru, unde sarcinile vizuale nu sunt in mod particular precizate, ar parea normal sa se ia in considerare perceptia trasaturilor umane, ca un criteriu determinant.

Presupunand un factor de reflexie a tenului uman de 0,4 este necesara o iluminare verticala pe fata, de peste 100 lux, respectiv o iluminare orizontala de aproape 200 lux, pentru a realiza o luminanta a figurii de 17cd/m².

Astfel, iluminarea de 200 lux este considerata ca valoare minima atat pentru incaperile in care omul sta un timp indelungat, cat si pentru toate spatiile de lucru.

. In spatiile de circulatie

Valorile iluminarii preferate. In spatiile de circulatie si cele similare, iluminarea este considerata in functie de perceperea si conturarea generala a oamenilor si a obiectelor iluminate. Faptul ca iluminarea orizontala nu ofera cea mai potrivita evaluare a iluminatului in astfel de spatii a condus catre doua marimi ce pot fi luate in considerare:

a.      iluminarea cilindrica medie

b.     iluminarea sferica medie.

Iluminarea cilindrica medie intr-un punct din spatiu, intr-un interior, este definita ca iluminarea medie pe suprafata unui mic cilindru vertical plasat in acel punct.

Iluminarea sferica medie, sau iluminarea scalara, intr-un spatiu dintr-un interior, este definita ca iluminarea medie pe suprafata unei mici sfere plasate in acel punct.

La 100 lux, nivelul iluminarii cilindrice medii, la care 95% din observatori au considerat un interior bine luminat, ar putea fi luat ca un nivel acceptabil pentru interioarele de acest tip.

Iluminarea orizontala corespunzand acestei valori se va afla in domeniul 100-200 lux.

Valorile ilumniarii minime. Cercetarile au aratat ca o luminanta a figurii de aproximativ un cd/m² a fost necesara pentru a percepe corect trasaturile umane, ceea ce corespunde unei iluminari orizontale de aproximativ 20 lux. Aceasta valoare este considerata ca iluminarea orizontala minima pentru spatii de circulatie si incaperi de importanta secundara.

Iluminatul.Factor de ambianta fizica.

Printre factorii de ambianta fizica care exercita o influenta importanta asupra muncii si intensitatii efortului operatorului, conditionand calitatea si cantitatea rezultatelor muncii sale, precum si gradul sau de oboseala este iluminatul. Acest factor trebuie apreciat ca un element legat de eficacitatea muncii, de protejarea organelor de simt vizual si de asigurarea operatorului impotriva accidentelor.

Rolul deosebit de important al ochilor in activitatea desfasurata de om, rezulta din cercetarile fiziologice si psihologice, care arata ca 80-90% din totalul informatiilor percepute care ajung la scoarta cerebrala sunt de natura vizuala. De asemenea orice executant solicita ochiul atat pentru orientarea si coordonarea miscarilor, cat si pentru coordonarea functiilor intregului organism. In general exista tendinta ca fiecare miscare sa fie insotita de privire, circa 80% dintre activitatile noastre desfasurandu-se sub controlul privirii.

Avand in vedere importanta deosebita a ochilor, organizatorii de proces , trebuie sa se preocupe intens pentru a menaja privirea operatorilor, fiindca aceasta solicitata prea mult sau prea intens poate duce la oboseala oculara sau oboseala nervoasa.

Oboseala oculara se manifesta cand operatorul lucreaza in conditiile de iluminare insuficienta, cand diferitele functii ale ochiului sunt supuse unei solicitari intense si unilaterale. Ea se manifesta prin: dureri, arsuri sau mancarimi ale globului ocular, lacrimatie, injectarea pleoapelor, dureri de cap, imagine dubla, scaderea capacitatii de acomodare la lumina, reducerea vitezei de percepere, diminuarea sensibilitatii la contraste si slabirea acuitatii vizuale.

Pentru indivizii in varsta sunt mai multe schimbari fizice ce se petrec in ochi. Cea mai importanta este acomodarea (pierderea puterii de concentrare) cu lentilele oculare. Aceasta deoarece odata cu inaintarea in varsta lentilele oculare isi pierd din elasticitate si prin urmare ele nu se mai pot intinde si umfla ca si inainte.

Figura 5 arata ca media de acomodare pentru 25 de ani este in jur de 11 dioptrii dar pentru 50 de ani este doar de 2 dioptrii si pentru 65 de ani de o singura dioptrie. Numarul de dioptrii asociat unei vederi clare reprezinta cel mai apropiat si cel mai indepartat punct. Sa presupunem ca pentru 25 de ani cel mai indepartat punct este la infinit. Cel mai apropiat punct este atunci situat la 9 cm. Acest lucru poate fi calculat folosind ecuatia:

unde f este distanta(metri) si D este numarul de dioptrii pentru acomodare.

Fig.5. Schimbari datorate varstei in acomodarea ochiului uman. Zona hasurata indica variabilitatea indivizilor.Pe orizontala e reprezentata varsta in ani, iar pe verticala acomodarea in dioptrii.

Iluminanta recomandata

Tab.2.

* Valorile mici sunt pentru indivizi mai tineri de 40 ani iar cele mari pentru indivizii a caror varsta depaseste 55 ani.

+ Aceasta recomandare este facuta de ANSI / HFS 100

La fel, daca cel mai indepartat punct, pentru 50 ani cu 2 dioptrii, ar fi la infinit, atunci cel mai apropiat este la 50 cm.(fig. 6.). Daca presupunem ca aceeasi persona de 50 ani are 3 dioptrii si sufera de miopie, atunci cel mai indepartat punct (fara ochelari) este la 33 cm iar cel mai apropiat la 20 cm. O persoana tanara, care sufera de miopie, va realiza ca odata cu inaintarea in varsta cel mai indepartat punct se apropie, iar cel mai apropiat punct se indeparteaza. Pentru un individ ce nu sufera cu vederea ca persoana tanara va constata ca cel mai apropiat punct se indeparteaza in timp cel mai indepartat punct poate ramane la infinit. Implicarea in munca industriala este aceea ca diferitele categorii de vedere afecteaza nu numai vizibilitatea unui obiect ci si postura de munca. Pentru a compensa vederea slaba, o persoana miopica se va apropia de obiect, iar o persoana hiperopica se va indeparta. O postura de munca proasta este cauzata de o vedere slaba. Daca vederea este corectata cu ajutorul ochelarilor, atunci

Fig 6. Calcularea celui mai apropiat punct si a celui mai indepartat punct al 'vederii functionale'. O raza buna de vedere depinde de acomodarea (in dioptrii) a lentilei in ochi si de eroarea refractiva. In prima figura e reprezentata o persoana de 40 de ani cu 5 diptrii pentru acomodare; in a doua, o persoana de 50 de ani cu 2 dioptrii; iar in a treia, o persoana de 50 de ani cu 2 dioptrii si 3 dioptrii pentru miopie (fara ochelari). E deasemenea reprezentata distanta cea mai indepartata si cea mai apropiata pentru fiecare caz.

postura este corectata automat. Operatorii sunt adesea prost informati despre ce fel de corectari vizuale sunt realizabile. Pentru a avertiza si a ajuta operatorii, unele companii angajeaza optometristi care masoara distanta exacta dintre ochiul uman si diferite obiecte si astfel se pot prescrie ochelarii necesari.

Raza de vedere limitata determina ca unele articole de la locul de munca sa fie puse la o distanta unde pot fi vazute clar. O a doua afectiune a vederii datorata inaintarii in varsta este tulburarea vederii cauzata de patrunderea unor impuritati intre lentila si retina oculara. Aceste impuritati cresc in marime odata cu anii si afecteaza vederea deoarece raspandesc si imprastie lumina incidenta pe retina. De aceea personele mai in varsta sunt mai sensibile la surse de scantei sau la iluminare puternica. Ca si urmare, contrastul pe retina scade din intensitatea luminii puternice (Fig. ).

Stralucirea directa provine de la surse de lumina care emit raze luminoase direct in ochii operatorului. Stralucirea indirecta sau reflectata provine de la lumina reflectata de sticla, metal lucitor, chei etc. O cale de rezolva ambele probleme, atat stralucirea indirecta cat si cea directa este de a folosi iluminarea doar a obiectului.(Fig.8.).

Fig. Stralucire indirecta (A) rezultand din lumina reflectata, stralucirea directa (B) rezulta direct de la sursa de lumina.

Fig.8. Exemple de iluminare doar a obiectelor.(A) Sursa de lumina situata deasupra capului folosita pentru a ilumina doar un document de pe birou. (B) O lampa de birou ce poate fi pusa pe o banca si astfel va produce iluminarea mesei de lucru. 

Pentru o vizibilitate corespunzatoare trebuie avute in vedere atat cantitatea, cat si calitatea luminii.

Trasaturile cantitative ale luminii se caracterizeaza prin intensitate si densitate.

Intensitatea luminii reprezinta volumul fluxului luminos care cade pe o anumita suprafata. Unitati de masura (um) sunt luxul si photul.

Luxul este lumina emisa de o sursa luminoasa de un lumen distribuit uniform pe o suprafata de un metru patrat, deci:

1 lx = 1 lm / 1 m²

Photul este egal cu lumina emisa de un flux luminos de un lumen, distribuit uniform pe o suprafata de un centimetru patrat:

1 ph = 1 lm / 1 cm²

Prin constructia sa, ochiul, respectiv retina, are capacitatea de a se adapta in permanenta la mediul luminos al campului vizual. Perioada de adaptare dureaza destul de mult si variaza in functie de diferenta de lumina dintre doua medii: cu cat aceasta diferenta este mai mare cu atat adaptarea este mai indelungata.

Variatiile de intensitate ale luminii trebuie evitate atat pentru iluminatul general, cat si pentru diferitele planuri ale aceluiasi loc de munca.

Densitatea luminii exprima luminozitatea suprafetelor inconjuratoare. Densitatea luminoasa a suprafetelor este cea care ne da impresia de luminozitate sau de intunecime a obiectelor. Densitatea luminii corespunde trasaturii surselor sau suprafetelor (peretilor, mobilei, echipamentelor si altor obiecte) de a emana lumina ca urmare a emiterii sau reflexiei.

Densitatea - intalnita si sub denumirea de luminanta sau stralucire - este deci o trasatura fizica a luminii receptionate de organul vizual. In functie de modul in care se produce, stralucirea poate fi: directa (emisa de o sursa luminoasa primara ca: soarele, focul, lumanarea, becul) si reflectata (lumina secundara emisa de corpurile care remit lumina incidenta schimband directia de propagare a acesteia).

In legatura cu lumina reflectata se cuvin retinute inca trei trasaturi care influenteaza luminozitatea locului de munca:

Coeficientul de reflexie care exprima raportul dintre fluxul luminos reflectat de un corp si fluxul luminos incident,

Coeficientul de absorbtie, care reprezinta raportul dintre fluxul luminos absorbit de suprafata unui corp si fluxul luminii incidente,

Coeficientul de transmisie, care este egal cu raportul dintre fluxul luminos al unei surse de lumina secundara (suprafata unui corp) si fluxul de lumina incidenta.

Intre acesti coeficienti exista urmatoarea relatie de legatura:

r + a + t (1.)

in care: r - coeficientul de reflexie,

a - coeficientul de absorbtie,

t - coeficientul de transmisie.

Acesti coeficienti au o deosebita insemnatate in organizarea locurilor de munca, deoarece suprafata corpurilor, se caracterizeaza prin valori diferite ale acestor marimii, solicitand din partea operatorului - prin organul vizual, prin concentrarea atentiei si miscarile sale - eforturi diferite.

Pentru determinarea dimensiunilor cantitative ale luminii se folosesc o serie de aparate fotometrice. Astfel pentru intensitatea luminii incidente se folosesc luxmetrul. Masurarea stralucirii se face cu stilbmetrul. Densitatea optica se poate stabili cu microfotometrul, iar pentru determinarea generala a tuturor dimensiunilor cantitative sau a unui numar mai mare de parametrii se pot folosi fotometre universale.

In organizarea locului de munca o importanta deosebita are si calitatea iluminatului. Cand ne referim la calitatea luminii trebuie sa analizam doua mari grupe de probleme: sursele de lumina si modul de iluminare.

Sursele de lumina cele mai frecvent utilizate in activitatea de productie sunt becurile electrice, tuburile fluorescente si lumina de zi sau iluminatul natural. Fiecare dintre acestea se caracterizeaza prin anumite proprietati care conditioneaza utilitatea lor in functie de conditiile specifice ale locului de munca.

Becurile electrice sau iluminatul incandescent emit o lumina cu nuante predominante de rosu si galben, care dau locului de munca o atmosfera de confort, de ambianta calda. Dar aceasta sursa de lumina influenteaza asupra modului de percepere a culorilor, ca de exemplu in: spatii medicale, textile, confectii, pielarie, poligrafie etc. De asemenea, becurile electrice mai au dezavantajul ca radiaza caldura, fapt pentru care este improprie montarea lor in lampi flexibile pentru iluminarea directa a locurilor de munca. Datorita radiatiei de caldura emise (abajururile se incalzesc la peste 60⁰C) executantii sunt predispusi la cefalee sau, in cazul cand circula in medii diferite de temperatura, la nevralgii, sinuzita sau meningita.

Tuburile fluorescente se bazeaza pe principiul transformarii energiei electrice in iradiatii ca urmare a trecerii acesteia prin gaze sau vapori. Ca mediu de gaze sau vapori pentru umplerea tuburilor fluorescente se folosesc: neonul, argonul, vaporii de mercur etc. Aceasta sursa de lumina este mult mai eficienta decat becurile electrice: randamentul de 3-4 ori mai mare; durata de folosire mult mai indelungata; densitatea sau stralucirea incomparabil mai scazuta, ceea ce reduce fenomenul de "orbire". Lumina fluorescenta permite realizarea unor combinatii in compozitia straturilor de substanta fluorescenta, obtinandu-se in acest fel culori asemanatoare luminii zilei care asigura o buna recunoastere a culorilor.

Tuburile fluorescente prezinta insa si o serie de neajunsuri care se impun cunoscute, pentru a tine seama de ele la constructia locurilor de munca.

De exemplu, lumina fluorescenta are oscilatii (alternante) de lumina in timpul si in afara impulsurilor electrice. In mod normal aceste alternante nu sunt percepute direct de ochi, decat la tuburile vechi sau defecte; ele pot fi insa observate pe masinii-unelte sau pe partile in miscare ale acestora. Datorita oscilatiilor invizibile, lucrul prelungit la lumina fluorescenta provoaca cefalee, dureri ale ochilor, lacrimatii si injectarea pleoapelor, cresterea oboselii fiziologice si reducerea capacitatii de munca. Pentru inlaturarea acestor efecte negative trebuie sa se foloseasca un numar mai mare de fluorescente sau cu conectare alternanta sau trifazica. Niciodata sa nu se lumineze cu un singur tub fluorescent, iar atunci cand apar oscilatii vizibile se impune schimbarea imediata a tunurilor respective.

Un alt neajuns al luminii fluorescente este atmosfera rece si ostila. Acest fenomen este frecvent mai ales in incaperile mari (saloane,hale, magazine) si indeosebi atunci cand se folosesc tuburi cu lumina alba, tuburi care imita lumina zilei sau cand luminozitatea generala este mica. Pentru anihilarea acestui fenomen se vor folosi tuburi cu o intensitate de lumina ridicata: 800 lux in ateliere, magazine etc; 500 lux in biblioteci, birouri, camere de lucru.

Lumina de zi este sursa de lumina naturala care nu costa nimic pentru a fi produsa si asigura mediului de lucru un raport corelat cu mediul exterior. Folosirea luminii de zi impune, pe langa conditiile fiziologice expuse la iluminatul artificial si o buna si uniforma repartizare a luminii in incaperi. La aceasta concura mai multi factori: constructia ferestrelor (pozitia, marimea, felul, forma geamurilor), imprejurimile cladirii si gradul de reflexie al suprafetelor din incaperi. Pentru folosirea iluminatului natural are tendinta cresterii suprafetelor ferestrelor. Aceste solutii asigura un iluminat bun, dar genereaza neajunsuri de ordin tehnic - atat iarna cat si vara - pentru locurile de munca plasate in preajma ferestrelor si implica costuri destul de ridicate.

Calitatea luminii mai depinde, in afara de sursele de lumina, si de modul de iluminare. In practica se intalnesc mai multe moduri sau sisteme de iluminare: directa, indirecta, jumatate directa - jumatate indirecta si cu lumina libera.

Iluminatia directa este cea transmisa de un con luminos asupra unei suprafete. Acest sistem de iluminatie produce contraste si umbre foarte pronuntate. Din aceasta cauza folosirea iluminatiei directe se recomanda numai in conditiile unei iluminatii generale foarte bune.

Iluminatia indirecta consta din indreptarea fasciculului de lumina catre plafon si pereti, de unde se reflecta pe suprafata incaperii. In acest fel se asigura o lumina difuza, fara umbre. Folosirea acestui sistem de iluminat necesita insa la fiecare loc de munca corpuri de iluminat suplimentare dirijate asupra obiectului muncii. De asemenea, peretii si plafoanele sa fie de culoare deschisa pentru a reflecta lumina si a elimina contrastele.

In jur de 65% din iluminatie e orientata direct spre plafon si apoi reflectata de plafon pe masa de lucru (Fig.9.). Folosirea luminii indirecte reduce atat stralucirea directa cat si pe cea indirecta reduce stralucirea directa deoarece lumina intensa este directionata spre plafon si nu spre ochii operatorului si reduce stralucirea reflectata deoarece lumina reflectata de plafon este non-directionala si va da nastere asa numitei "reflexie difuza".

Exista insa un singur dezavantaj al iluminarii indirecte si anume pierderea de lumina atunci cand este reflectata de plafon. E preferabil a folosi plafon alb, cu o reflectanta mare. Lumina indirecta e recomandabila pentru birouri si pentru locuri de munca unde plafoanele nu se murdaresc ci nu pentru locuri de munca unde plafoanele se murdaresc repede si trebuie curatate des.

Fig.9. Trei tipuri diferite de iluminare indirecta. Folosirea luminii indirecte creaza o atmosfera mai placuta deoarece 60-65% din lumina e directionata in sus si apoi reflectata in jos.

Iluminatia jumatate directa - jumatate indirecta se foloseste atunci cand este necesara o iluminatie omogena si unitara a intregii incaperi, cu umbre neconturate (margini neclare). Pentru acest sistem de iluminare se folosesc materiale transparente prin care circa jumatate din lumina se difuzeaza direct, iar restul este dirijat spre tavan sau pereti, de unde se reflecta in incapere. Iluminarea locului de munca cu ajutorul acestui sistem este contraindicata in activitatile cu grad ridicat de precizie.

Iluminatia cu lumina libera se obtine atunci cand folosim abajururile din sticla opalescenta care difuzeaza lumina in toate directiile in mod egal. Cu toate ca umbrele sunt destul de reduse, lumina ca atare jeneaza vederea. Acest sistem de lumina nu este recomandat pentru incaperi de lucru, ci pentru coridoare, dependinte, magazii, etc.

Rezolvarea corespunzatoare - sub aspect cantitativ si calitativ - a iluminatului trebuie sa retina atentia celor ce proiecteaza, construiesc sau organizeaza locurile de munca. Asigurarea cantitatii optime de lumina si adoptarea celui mai bun mod de iluminare, in functie de specificul muncii si de posibilitatile operatorilor, constituie una din caile sigure de crestere a productivitatii muncii si de mentinere a sanatatii oamenilor. Experienta practica a demonstrat ca fara a aduce nici un fel de imbunatatire tehnica locului de munca, ci doar printr-un iluminat corespunzator, productivitatea muncii creste cu 5-35%. In asemenea conditii iluminatul este nu numai o problema de protectie a muncii; el se inscrie ca o cerinta specifica a ergonomiei pe linia progresului economic si social.

Eficienta iluminarii.

O iluminare eficienta sporeste productivitatea si e recomandabil a opri iluminatul atunci cand nu e nevoie cu scopul de a economisi ceva bani.

Eficienta unei surse de lumina se masoara in lumeni/watt (lm*w^-1). Ca si in tabelul 3, unele surse de lumina sunt foarte eficiente, in timp ce altele sunt mai putin eficiente. Insa exista un anumit criteriu si anume culoarea de acordare a luminii. Indexul de acordare al culorii (CRI) masoara diferenta dintre culorile datorate unei surse de lumina si cele ce apar la lumina standard (lumina zilei). Un CRI perfect este egal cu 100.

Eficienta surselor de lumina si indexul culorii de acordare (CRI).

Tab.3.

*Valoarea maxima a CRI-ului este 100.

Problema principala e aceea ca o anumita culoare a luminii poate deforma perceptia. Lumina de sodiu sub presiune mica, care are culoarea galben intens, face ca fetele umane sa para gri. Acest tip de lumina nu ar trebui folosit in incaperi. Este de obicei folosit pentru iluminatul public, dar chiar si in aceasta situatie este dificil sa deosebesti culorile masinilor deoarece toate par asemanatoare. Masurarea eficientei sursei de lumina si a CRI-ului sunt prezentate in tabelul 3.

Lumina incandescenta produce cea mai buna acordare a culorii, astfel ca fetele umane arata naturale insa eficienta este doar de 17-23 lm w ceea ce face ca acest tip de lumina sa fie scumpa. Lumina fluorescenta ofera o buna acordare a culorii. Cea mai buna acordare a culorii e obtinuta cu o sursa de lumina alba pur, deoarece are in spectru mai multe culori rosii si face ca obiectele sa fie naturale, insa eficienta luminii variaza cam mult 50-80 lm*w^-1. Celelalte surse de lumina (mercur, metal si sodiu sub presiune mare) au un CRI mic si nu ar trebui folosite in blocuri sau in locuri de munca, ci doar la iluminatul public, magazii etc..

Iluminatul in scopuri speciale: investigatii,operatii chirurgicale.

Exista mai multe tipuri de lumina speciala, incluzand lumina polarizata, lumina convergenta, transiluminatia, polarizarea incrucisata sau reflectoarele. Informatiile din tabelul 4. sunt preluate de la Eastman Kodak (1983). Cea de a doua coloana a tabelului descrie lumini cu scopuri speciale sau cu alte folosinte, iar ultima coloana descrie tehnicile de lucru.

Iluminatul in scopuri speciale (preluat de la Eastman Kodak co. (1983)).

Tab.4.

1.3.Contrastul

Contrastul reprezinta diferenta de luminozitate intre doua obiecte adiacente. Se calculeaza ca si raportul intre luminantele a doua zone A si B:

Un alt mod de a exprima contrastul este prin contrastul de modulatie:

unde luminatia_max este cea mai mare dintre cele doua luminatii. Contrastul de modulatie este subunitar. Majoritatea expertilor prefera acest mod de exprimare a contrastului deoarece are proprietati ce se aseamana cu sensibilitatea ochiului uman.

Atat contrastul cat si iluminatia sunt importante pentru vizibilitate.

Contrastul foarte mare intre obiecte foarte mari poate cauza discomfort vizual. De exemplu, contrastul intre un geam si un zid este adesea mai mare de 100:1.Este de recomandat ca o statie de lucru sa fie pusa astfel incat operatorul sa aiba fereastra in fata. Discomfortul vizual poate cauza oscilatii ale pupilei ochiului uman, insa de obicei oamenii nu se feresc de acest fenomen. Deasemenea discomfortul vizual este atat suparator cat si daunator. Din aceste motive trebuie evitate contrastele majore la locul de munca. Recomandabil e ca si contrastul dintre obiectele de la locul de munca sa fie mai mic decat 10 sau mai mare de 1:10). Alta recomandare ar fi aceea ca si contrastul dintre obiecte si imprejurimi sa fie mai mic decat 3 .De altfel 3:1 este prea restrictiv si 10:1 este prea rezonabil.Este recomandat ca raportul maxim al luminozitatii intr un spatiu de lucru sa nu depaseasca 40:1.

Iluminatia, luminatia si contrastul pot fi masurate cu ajutorul unui fotometru de mana. Acest dispozitiv este asemanator cu o "camera lightmetre" exceptand faptul ca citirea se face direct in lux (sau cd m ). Un fotometru este facut astfel incat sa stimuleze sensibilitatea umana la culoare. Astfel, deoarece sensibilitatea umana la violet si rosu (sfarsitul spectrului de culori) e mai mica decat cea la verde si galben (centrul spectrului de culori). Un fotometru arata valori mai mici pentru violet si rosu decat pentru verde si galben. De aceea pentru a determina luminatia nu e necesar sa fi preocupat de culoare atata timp cat fotometrul va stimula sensibilitatea ochiului uman. De exemplu, adesea oamenii intreaba care este cea mai potrivita culoare pentru caracterele unui ecran VDT monocromatic verde, galben sau alb pe un fundal negru. Raspunsul e acela ca atata timp cat se foloseste un fotometru pentru a masura luminatia, rezultatele sunt sigure. Culoarea caracterelor care produce cel mai mare contrast pe un fumdal monocromatic produce cea mai buna vizibilitate.

Fotometrele au doua setari diferite una pentru a masura iluminatia si una pentru a masura luminatia (fig.10.).Pentru a masura iluminatia incidenta pe o suprafata trebuie considerata si contributia altor surse: surse de lumina, geamuri si reflectari

Fig.10. Folosirea unui fotometru pentru a masura (A) iluminatia si (B) luminatia

Fotometrul trebuie sa aiba un unghi mare de acceptare si trebuie sa fie corectat cosinus pentru a tine seama si de contributiile care nu sunt perpendiculare pe fotocelula fotometrului. Pentru a masura luminatia, fotometrul trebuie sa aiba un unghi ingust (de exemplu 1⁰) de acceptare. Aceasta permite citiri precise de suprafete adiacente cu reflectanta diferita. Pentru a masura contrastul dintre doua obiecte se fac doua citiri de luminatie si astfel va putea fi calculat contrastul.

Contrastul dintre caractere si fundalul ecranului este important pentru vizibilitate dar e dificil de masurat. Caracterele sunt compuse din puncte (pixeli) aranjate rectangular. Pentru a masura luminatia unui pixel e necesar un fotometru special prevazut cu o deschizatura pentru micro-imagini. Procedurile sunt specificate in standardul american ANSI HFS100 (Human Factors Society, 1989).

1.4. Marimi si unitati fundamentale.

.Fluxul luminos.

Prima intrebare evidenta care se pune la proiectarea unei instalatii de iluminat interior este "ce niveluri de iluminare sunt necesare? ". Inainte de a da raspuns acestei intrebari, este necesar sa se clarifice exact care este semnificatia termenului, " nivel de iluminare ".

Emisia de radiatii luminoase a unei surse de lumina reprezinta fluxul luminos masurat in lumeni. Fluxul luminos incident pe unitatea de arie a unei suprafete este numit iluminare, care este masurata in lumeni pe metru patrat sau lucsi. Stralucirea suprafetei iluminata de sursa, sau mai precis luminanta sa masurata in candele pe metru patrat, este direct proportionala cu produsul dintre iluminare si factorul de reflexie al suprafetei (raportul dintre fluxul luminos reflectat si fluxul luminos incident).

Aceste doua marimi, iluminarea si luminanta, sunt deci strans interdependente, elementul de conexiune fiind factorul de reflexie a suprafetelor iluminate.

Deci, in cazul suprafetelor reflectante perfect difuzate relatia de conexiune este :

(2.)

unde L este luminanta in cd m² , E iluminarea in lux si factorul de reflexie. Datorita acestei stranse interconexiuni cele doua marimi, iluminarea si luminanta, sunt tratate impreuna ca niveluri de referinta in iluminat.

Daca se revine la intrebarea pusa mai sus, raspunsul va depinde de tipul interiorului considerat. In camere sau suprafete in care sarcinile vizuale trebuie avute in vedere, asa numitele "incaperi de lucru" nivelurile de iluminare cerute vor depinde uzual de dificultatea sarcinii vizuale si de nivelul perfomantei vizuale, fiind de luat in considerare insa si confortul operatorului in ambianta vizuala. In incaperile de circulatie si in locurile destinate contactelor sociale, destinderii si divertismentului, cu exceptia salilor de sport, criteriul performantei vizuale nu mai este determinant, ponderea trecand aproape in intregime asupra criteriului confortului vizual.

Fluxul luminos F se defineste in functie de fluxul energetic specific F_e,l [W/nm] cu relatia:

  (3.)

in care k_m este o constanta.

Astfel fluxul luminos reprezinta fluxul radiant emis in spectrul vizibil, evaluat prin intensitatea senzatiei vizuale, fiind marimea fundamentala de iluminat.

.Intensitatea luminoasa.

Intensitatea luminoasa I_a pe o anumita directie a reprezinta raportul dintre fluxul luminos elementar dF emis intr-un unghi solid infinit mic dF, adica:

Unitatea de masura a intensitatii luminoase, este candela [cd], corespunzand unui flux de 1 lm emis intr-un unghi solid de 1 sr.

Dificultatile tehnice de realizare a unui etalon de flux au facut ca intensitatea luminoasa sa fie considerata conventional marime fundamentala si inclusa in sistemul international (SI). In consecinta pentru unitatea de masura a intensitatii luminoase este data urmatoarea definitie: candela reprezinta intensitatea luminoasa intr-o directie data a unei surse care emite o radiatie monocromatica de frecventa 540 10¹² Hz, corespunzand la l = 555 nm in aer, pentru care intensitatea energetica este de 1/683 W pe steradian.

.Iluminarea.

Conform celor pezentate anterior, iluminarea E, caracterizeaza receptia de flux luminos si reprezinta raportul dintre fluxul dF receptat de suprafata elementara dS, adica:

unitatea de masura fiind luxul [lx Astfel, 1 lux reprezinta iluminarea unei suprafete de 1 m² care recepteaza un flux de 1 lm.

.Emitanta (Excitanta) Luminoasa.

Este marimea ce caracterizeaza emisia de flux luminos al unei suprafete, reprezentand raportul dintre fluxul emis dF si suprafata elementara dS, adica: similar cu iluminarea, unitatea de masura este tot luxul [lx].

.Luminanta.

Luminatul L_a a unei suprafete luminoase elementare dS se defineste in raport cu pozitia observatorului fata de suprafata privita dS caracterizata prin intensitatea dI_a, astfel:

()

in care s-a notat cu a unghiul facut de intensitatea luminoasa coliniara cu raza vizuala si normala la suprafata emisiva.

Unitatea de masura este candela pe metru patrat [cd/m²], denumita in unele publicatii si nit [nt].

.Eficacitatea luminoasa a radiatiilor si surselor de lumina.

Eficacitatea luminoasa a unei radiatii monocromatice K(a) este definita de relatia:

(8.)

De exemplu, pentru corpul negru la T = 6500 K se obtine K = 85 lm/W. pt sursele de lumina se defineste eficacitatea luminoasa exprimata astfel:

(9.)

in care F este fluxul emis de sursa, iar P_c puterea consumata de aceasta.

.Energia luminoasa si expunerea luminoasa.

Energia luminoasa se defineste cu relatia :

(10.)

in care F [lm] este fluxul emis de o sursa in timpul T[s].

Expunerea luminoasa H a unei suprafete se poate defini fie in functie de energia luminoasa Q receptata, fie in functie de iluminarea E pe suprafata, adica:

s] (11.)

Expunerea luminoasa este utilizata in mod curent in tehnica imprimarii imaginii pe pelicula sau banda magnetica.

Luminante preferate. In ambianta vizuala interioara intervine stralucirea si culoarea varietatii de obiecte si suprafete existente (mobilier, echipamente si aparate, suprafete in orice tip deiincapere etc).

Se impune controlul asupra acestor doi parametri in scopul realizarii confortului vizual si ambiantei placute. Coordonarea acestor doua aspecte poate fi realizata numai printr-o stransa colaborare intre inginerul de iluminat si arhitectul decorator.

Luminanta este o functie de iluminare si de factorul de reflexie ; adica cresterea factorului de reflexie sau cresterea iluminarii sau ambele simultan provoaca cresterea luminantei.

Limitele domeniuniului luminantelor pana la care ochiul uman poate recepta fara sa aiba vreo pierdere serioasa a sensibilitatii de diferentiere a stralucirii sau vreo senzatie de inconfort au fost determinate prin cercetare. Valorile luminantei diferitelor obiecte din campul vizual al observatorului (corpuri de iluminat, plafon, pereti etc.) trebuie determinate incat sa fie in limitele domeniului accesibilitatii vizuale.

Intr-o incapere de lucru, luminanta suprafetei sarcinii vizuale si a suprafetelor principale din campul vizual au o legatura directa cu confortul vizual, influentand de asemenea asupra performantei persoanei care realizeaza sarcina vizuala. Acelasi efect il au

sursele de strlucire din incapere cum sunt corpurile de iluminat si ferestrele. Acestea pot produce o marire a senzatiei de inconfort, chiar daca celelalte luminante se afla in limitele recomandate.

Succesul unei instalatii de iluminat proiectate este adeseori judecat prin efectul pe care iluminatul il are asupra redarii trasaturilor figurii umane. De exemplu, intr-o incapere partial iluminata natural, iluiminatul artificial trebuie astfel proiectat incat sa elimine "efectul de silueta" pentru figura umana, iluminand corespunzator artificial trasaturile acesteia.

Modelarea este proprietatea luminii de a contura forma si textura prin realizarea contrastului de stralucire. Este foarte importanta cu privire la trasaturile umane sau alte obiecte tridimensionale. O buna modelare ajuta la punerea in evidenta a detaliilor in multe tipuri de sarcini vizuale.

Limitele luminantelor (recomandate)

Experienta zilnica si cercetarile arata ca ochiul uman poate recepta un anumit domeniu de luminante, relativ larg, fara pierderi serioase in privinta distingerii stralucirii sau fara vreo senzatie de inconfort. Limitele domeniului sunt determinate de luminanta de adaptare a ochiului.

Pentru o luminanta de adaptare data, luminanta unui obiect care este aproape de nedistins fata de negru, este numita limita neagra. Similar, luminanta unui obiect imediat sub aceea care produce o senzatie de inconfort este denumita limita alba.

Modul in care ochiul omenesc evalueaza si gradeaza valorile luminantei ca niveluri de stralucire au fost studiate de Bodmann si Voit (1962).

In prima din cele doua experiente facute s-a cerut unui numar de observatori sa faca aprecieri asupra stralucirii unor obiecte dintr-un birou. Ferestrele biroului erau orientate spre nord. Observatorii au primit fiecare cate o schita a biroului pe care trebuiau sa noteze evaluarea stralucirilor utilizand o scara de la 1 la 100 de puncte. Cercetarea a fost realizata la lumina naturala a zilei, repetata si la lumina artificiala. La experiment au participat 43 observatori intre 20 si 30 de ani. Rezultatele in care evaluarile subiective ale stralucirilor au fost figurate in functie de luminanta masurata a obiectului. Se observa ca panta curbelor in forma de S este mai mare pentru valori ale luminantei in jurul luminantei de adaptare corespunzatoare. Sensibilitatea la o schimbare de luminanta care se intinde pe trei decade este deci mai mare la luminantele apropiate de aceste puncte. Limitele domeniului luminantei peste care distingerea stralucirii este posibila, asa cum s-a definit mai sus, sunt determinate de luminanta de adaptare a ochiului, ceea ce se poate vedea din faptul ca linia curba tinde sa devina orizontala cu schimbarea luminantei medii a fondului.

In al doilea experiment fiecare observator, pe rand, a fost asezat la o distanta de 1,4m in fata unui perete colorat luminat, in care a fost inglobat un rand orizontal de mici discuri transparente (cu diametrul de 60 mm). Luminanta discurilor, cu exceptia primului si ultimului putea fi variata. Primul si ultimul disc din rand avea luminantele fixate la valorile

limita (minima) si (maxima) pe scara luminantelor. Observatorului i se cerea sa regleze luminanta fiecaruia din discurile ramase pentru a realiza o scara de straluciri cu intervale egale. Nu s-a fixat timp limita pentru operatiile cerute, iar observatorului i s-a permis sa regleze stralucirea fiecarui disc de cate ori a dorit.

Curba iluminatului interior are o forma de S mai pronuntata,reda diferenta de stralucire subiectiv evaluata intre un obiect mic si zona inconjuratoare la o proportie corespunzatoare a luminantei. Scara stralucirilor este luata in unitati arbitrare. Astfel, incepe cu 1,0, ales pentru limita neagra care, in conditii practice este atinsa la aproximativ 0,4 din luminanta fondului. Functia de distribuire a fost determinata pentru domeniul luminantelor fondului cuprinse intre 65cd/m² si 750cd/m², ceea ce acopera domeniul normal al luminantelor ce apar in interiorul incaperilor de lucru iluminate corespunzator.(curba de fapt reprezinta functia Munsell coreland valorile luminozitatii si ale factorului de reflexie ale mostrelor colorate din tabelul Musell). O relatie generala a senzatiei de stralucire poate fi redata de:

(12.)

in care B este stralucirea in unitati arbitrare;

L₀ - luminanta obiectului;

L_b - luminanta fondului;

K - factor de normalizare.

Pentru valori ale lui L₀/L_b in jurul unitatii (1/2 L_o/L_b 2) stralucirea unui obiect variaza proportional cu log L₀/L_b (raportul dintre luminanta variabila a obiectului si luminanta constanta a fondului), relatie denumita si legea lui Weber-Fechner.

Luminantele preferate pentru pereti si plafon.

Luminanta peretilor. Evaluarile au aratat ca valoarea preferata pentru luminanta peretelui frontal depindea nu numai de luminanta sarcinii dar si de culoarea si factorul de reflexie al peretelui. De exemplu, s-a determinat ca luminanta preferata pentru peretii cenusii, albastrui-verzi, albastrii si rosii creste cu valoarea coeficientului de reflexie, spre deosebire de comportarea fata de peretele galben pentru care situatia este exact inversa.

In recomandarile de iluminat, nu se face uzual o distinctie intre peretii frontali si cei laterali, date fiind posibilitatile de variatie a pozitie lucratorului. Se observa ca pentru domeniul cel mai uzual al iluminarilor (500-1000 lux ) luminanta peretelui variaza intre 50 si 100 cd/m².

O valoare data a luminantei preferate a peretelui ar putea teoretic sa fie realizata printr-un numar infinit de combinatii ale iluminarii verticale si factorului de reflexie a peretelui. Dar experienta, calculul si cercetarea (Jay, 1968) indica rezultatele satisfacatoare cand iluminarea relativa a peretelui are o valoare cuprinsa intre 0,5 si 0,8.Factorii de reflexie ai peretelui, pentru un nivel de 500 lux, trebuie sa fie cuprinsa intre 0,5 si 0,8, in timp ce pentru niveluri de 1000 lux sunt indicate valori mai scazute cuprinse intre 0,4 si 0,6. Practic, nu este nici o problema, daca iluminarea relativa a peretelui este putin sub lumita cea mai joasa de 0,5 (ceea ce se intamplta adesea cu corpurile de iluminat directe cu unghiul spatial de emisie ingust) deoarece luminantele peretelui putin mai scazute decat cele recomandate vor fi totusi acceptabile.

Luminanta plafonului. Luminanta preferata pentru un plafon este determinata in principal de luminanta corpurilor de iluminat. Sub o luminanta a corpului de iluminat de 100cd/m², luminanta preferata a plafonului rezulta chiar mai mare decat aceasta valoare, ceea ce evident nu este realizabil practic. Experimentele au fost executate cu luminante ale corpurilor de iluminat considerate ca produc orbire fiziologica. Limitele superioare pentru luminantele plafonului in lucrarile practice vor fi totusi determinate de pragul de orbire corespunzator corpului de iluminatul folosit.

Rapoartele de luminanta perete/plafon. Din cercetari rezulta o valoare aproximativa de referinta pentru luminantele confortabile ale plafonului si peretilor de 200cd/m² si respectiv 100cd/m² la 1000 lux. In domenii mai scazute ale iluminarii (500 lux), luminanta preferata a plafonului este de aproximativ patru ori mai mare decat cea a peretelui. In zona nivelurilor ridicate de iluminare (2000 lux) luminanta plafonului este aproximativ egala cu cea a peretelui. In acest caz, pentru evitarea monotoniei ce ar aparea ochiului, trebuie utilizate diferente de culoare care dau impresia de varietate.

Iluminatul cladirilor.

Lumina naturala fata de lumina artificiala. Datorita influentei formei cladirii si marimii ferestrei atat asupra nivelului de iluminare natural in incapere cat si a necesitatii de iluminat artificial suplimentar, s-a sugerat ca problema iluminatului ar trebui sa fie pusa in stadiul incipient al proiectarii cladirii. Experienta a confirmat aceasta ipoteza asa cum a fost aratat intr-o relatie de interconditionare ce exista intre sistemul de iluminat, costul si factorii energetici. Deciziile luate asupra iluminatului natural, iluminatului artificial, nivelului iluminarii, calitatii si chiar asupra dimensiunilor si amplasarii corpurilor si-au extins mai departe efectele asupra proiectarii globale, asezarii, aspectului, economiilor si consumurilor de energie rezultand din constructia considerata in ansamblu ca un sistem unitar.

Colectivul de proiectare al unei cladiri trebuie deci sa intreprinda un studiu ingrijit al materialului relativ la iluminat inca din faza de inceput al procesului de elaborare a proiectului. Un astfel de studiu va arata ca lumina naturala desi nu costa nimic, in termenii

unei cheltuieli directe de energie, este adesea o comoditate scumpa de folosit. Se arata necesarul de energie rezultand din doua proiectari alternative pentru o cladire data.

Proiectul I are ferestre corespunzatoare unui factor de lumina naturala de 2% incluzand 66% vitrare, in timp ce proiectul II are ferestre inguste de la podea la plafon numai pentru confort, reprezentand 22% vitrare.

Poate fi vazut ca pentru 2% iluminat natural, o cladire cere mult mai multa energie, economia realizata pe baza aportului iluminatului natural fiind mult depasita de pierderile de caldura (iarna) si de frig (vara) datorita proprietatilor termice slabe ale sticlei.

Analog o forma de cladire aleasa din punctul de vedere al realizarii unui bun iluminat natural va fi in mod uzual neeconomica din punctul de vedere al conservarii energiei.

Utilizarea caldurii de la iluminatul artificial S-a aratat modul in care cantitatea de caldura rezultata din iluminatul cu lampi fluorescente, transferata in incapere, poate fi pastrata la un minim prin evacuarea caldurii utilizand corpuri de iluminat speciale (cu orificii de absorbtie) racordate la canalul de evacuare al aerului din sistemul de conditionare. Evacuand caldura in acest mod, se asigura de asemenea temperatura necesara eficacitatii luminoase optime. Dar cum afecteaza aceasta necesarul de energie al cladirii ?

Zona exterioara a cladirii este mult afectata de temperatura exterioara avand aporturi de caldura vara si pierzand caldura iarna si poate in mod frecvent sa necesite incalzire. La prima vedere s-ar parea ca se poate utiliza cel putin in timpul sezonului rece, opusul sistemului descris mai inainte, adica sa se evacueze aerul de alimentare prin corpurile de iluminat in aceasta zona exterioara. Aceasta este posibil teoretic, dar metoda nu este folosita practic, in principal, deoarece aerul cald de transportat spre zona exterioara este mai cu seama cerut la rama inferioara a ferestrei pentru a contracara fluxul din partea de jos al aerului rece.

1.4.Aspectele fiziologice si psihologice ale relatiei lumina-vedere umana.

.Orbirea si efectele sale.

In iluminat, orbirea se defineste ca efectul rezultat din conditiile de vizibilitate in care observatorul resimte fie o jena, fie o reducere a capacitatii de distingere a obiectelor, fie simultan a ambelor aspecte, ca urmare a unei distributii nefavorabile a luminantelor sau a etapizarii lor intre doua valori extreme sau ca urmare a unor contraste excesive manifestate in timp si/sau spatiu.

Din punct de vedere al intensitatii cu care opereaza sursa stralucitoare asupra

ochiului, orbirea poate fi de incapacitate si de inconfort (fig.11.).

Fig.11.Schema tipurilor de orbire.

Orbirea de incapacitate (fiziologica) se manifesta la socul luminantei ridicate a unei surse si se resimte printr-o scadere a capacitatii vederii.

Orbirea de inconfort (psihologica) se manifesta ca o senzatie de inconfort evaluata numai subiectiv (de exemplu receptarea unui contrast de luminante la periferia campului vizual produs de diferenta de luminanta dintre un corp iluminat direct si plafonul neluminat).

Orbirea indirecta (reflectata) este provocata fie de suprafete de reflexie (de tipul oglinzilor), fie de suprafete difuzante imperfecte (in care imaginea sursei se contureaza). Efectul asa-numit "voal de reflexie" este de multe ori o diminuare a sensibilitatii de distingere corecta a sarcinii vizuale.

.Orbirea de incapacitate (Fiziologica).

Orbirea de incapacitate se produce la privirea unei surse incandescente sau cu descarcari in vapori metalici de inalta presiune, cand acestea sunt neprotejate, la sursele de lumina de pe un drum sau la vederea farurilor vehiculelor, la privirea directa a soarelui. In general, o luminanta mai mare de 10⁵ cd/m² provoaca senzatia de orbire, socul fiind cu atat mai puternic cu cat luminanta este mai mare.

Masurile de protectie se pot lua relativ usor. Astfel, mascarea surselor de lumina amintite cu reflectoare ce asigura un unghi de protectie corespunzator sau cu materiale difuzante opale sau gratare, constituie elemente de protectie vizuale eficiente. De asemenea, ecranarea ferestrelor cu componente mobile (perdele, draperii, jaluzele, etc) constituie dispozitive practice usor de aplicat impotriva orbirii produse in zona ferestrelor, la care soarele are acces direct.

.Orbirea de inconfort (psihologica).

Orbirea de inconfort, prin aspectele sale fenomenologice complexe, a pus probleme dificile cercetarii in vederea determinarii mecanismului sau, influentei suparatoare asupra capacitatii vizuale umane si mecanismului de evaluare a efectelor sale si de limitarea lor.

Astfel, se pot concretiza urmatorii factori ce intervin in orbirea de inconfort (psihologica) intr-o incinta :

-luminanta corpurilor de iluminat,

-numarul si dimensiunea aparenta a acestora,

-luminanta generala a ambiantei,

-pozitia corpului de iluminat in campul vizual.

Tinand cont de aceste aspecte, relatiile matematice la care cercetatorii mentionati mai sus au ajuns, se pot concretiza in urmatoarea formula:

, (13.)

in care I_G este un indice global de orbire, reprezentand gradul senzatiei de inconfort:

L_S - sursa perturbatoare,

W - unghiul solid sub care se vede sursa perturbatoare din ochiul observatorului,

L_f - luminanta campului vizual al observatorului (fondului) pe care se vede sursa perturbatoare,

P - factorul de pozitie al sursei.

Iata deci ca s-a surprins intr-o relatie principalii factori ce influenteaza procesul de orbire. Se remarca si caracterul de conexiune intre fenomenul fizic si exprimarea matematica. Astfel, cu cat luminanta sursei perturbatoare si dimensiunile sunt mai mari, cu atat senzatia de orbire este mai accentuata. Cu cat luminanta campului vizual este mai mare (se reduce contrastul L_S - L_f) si se diminueaza senzatia suparatoare.

.Orbirea indirecta.

Cand aceasta reflexie se produce intr-o activitate vizuala, exercitata asupra unei sarcini vizuale, se numeste reflexie voalata (sau voal de reflexie sau reflexie de ecran), determinand orbirea voalata. Cand se manifesta in afara unei activitatii vizuale este denumita orbire reflectata.

Reflexia voalata intereseaza in mod deosebit pentru efectele sale perturbatoare in activitatile vizuale. In afara orbirii voalate, voalul de lumina reflectata provoaca o scadere a contrastului sarcinii vizuale fata de fond, ceea ce conduce la diminuarea capacitatii de distingere corecta. Un text scris pe o hartie semimata sau lucioasa, in prezenta reflexiei voalate, isi pierde contrastul, chiar daca luminanta sarcinii si fondului cresc. Evident efectul este diminuat cu cat difuzia suprafetelor este mai buna.(fig.12.)

Fig.12. Pozitia defectuoasa de montaj a corpului de iluminat

care determina orbirea reflectata maxima

Orbirea voalata se manifesta asupra observatorului datorita spoturilor stralucitoare produse de reflexia sursei de lumina pe suprafetele mici ale detaliilor sarcinilor vizuale, fetele ce formeaza contururile detaliului producand, datorita reflexiei, un efect de estompare, de voalare a contururilor.

Avand in vedere cercetarile mentionate, rezulta urmatoarele concluzii practice pentru sarcinile vizuale de scris si citit:

-luminanta maxima admisa a corpului de iluminat nu va depasi 7 10³ cd/m² pentru

E = 1000 lux si 3.5 10³ cd/m² pentru E = 500 lux,

-unghiul de incidenta a pe suprafata de lucru in punctul unde se afla sarcina vizuala

va fi de 25⁰, ceea ce corespunde unei reflexii voalate minime,

-evitarea surselor de luminanta mare din zona fondului pe care este privita sarcina

vizuala, pentru a evita pierderea concentrarii activitatii vizuale,

-amplasarea corpurilor de iluminat trebuie astfel realizata incat nici o parte a sarcini

vizuale si a fondului apropiat sa nu fie pe directia intensitatii reflectate din reflexia

regulata sau in zona imediat apropiata.

Fig.13. Distributia iluminarilor intr-o sectiune longitudinala: 1-contributia iluminatului direct;

2- contributia iluminatului indirect; 3-suma celor doua contribitii.

Fig.14. Sectiune printr-o incapere destinata bolnavilor: 1-iluminatul direct;

2- iluminatul indirect; 3-iluminatul de veghe.

1.5.Iluminatul in spitale.

Problemele cele mai des intilnite in iluminatul spitalelor nu sunt in primul rand de ordin tehnic. Sunt multe cazuri in care problema se pune in a rezolva contradictia intre necesitatile de iluminat ale pacientului si cele ale personalului medical.

S-a stabilit de multa vreme ca un pacient va beneficia mai mult de pe urma unui tratament dat daca este relaxat, din punct de vedere nervos, in timpul sederii sale in spital. De aceea trebuie facute toate eforturile in vederea crearii, acolo unde este posibil in zonele frecventate de pacient, a unui mediu placut si odihnitor, care sa permita asocierea cu mediul de acasa. In acelasi timp, munca personalului medical trebuie sa se desfasoare in conditii de eficienta si securitate, iluminatul cald, de nivel scazut, poate fi ideal pentru inducerea unui sentiment de confort in mediul inconjurator al pacientului, dar nu este adecvat, pentru efectuarea unei examinari clinice detaliate.

Instalatia de iluminat.

Iluminatul interior la spitale se realizeaza de obicei in urmatoarele solutii:

-cu lampi cu incandescenta in camerele de spitalizare, grupul operator, grupurile sanitare, grupul gospodaresc, sali de radiologie, subsol tehnic etc;

-cu lampi fluorescente in: holuri, sali de asteptare, birouri, scari, cabinete medicale cu diagnostic si tratamente, laboratoare etc.

La determinarea puterii instalate pentru iluminat se tine seama de nivelurile de

iluminare prevazute in STAS 6646-66.

Conditiile iluminatului general

Un factor psihologic de importanta mare, in special pentru bolnavi, este culoarea; o sursa de lumina care asociata cu decorul spitalicesc contribuie la crearea unei ambiante placute, prieteneasca in ceea ce priveste culoarea, va contribui inevitabil la recuperarea multor tipuri de pacienti.

Culoarea prezinta o mare importanta si pentru personalul medical, dar din alt punct de vedere.Principala grija in acest caz este ca sursele utilizate sa redea in modul cel mai real culoarea pielii umane (culoarea pielii si modificarile sale fiind una din indicatiile importante privind starea bolnavului).

Lampile fluorescente tubulare de culoare alb-cald, care asigura o bun1 redare a culorilor, sunt considerate ca foarte adecvate pentru folosirea in spitale in zonele cu clima mai rece, pentru a produce un sentiment de caldura a mediului inconjurator, in care veridicitatea redarii culorilor nu are importanta majora. De asemenea, in spitalele din zonele tropicale trebuie folosite lampi cu lumina rece, tip "lumina zilei."

Iluminatul de siguranta trebuie instalat in toate zonele de circulatie interioara, la iesiri si in toate celelalte spatii in care viata si securitatea ar fi periclitate la intreruperea iluminatului normal.

Solutii specifice de iluminat.

Iluminatul in saloane.

Iluminatul general. In primul rand, saloanele trebuie sa aiba un iluminat general care sa nu creeze reflexii, deoarece pacientii sunt adeseori obligati sa priveasca din pozitia culcat sau semiculcat. Nivelul de iluminare recomandat in zona pacientilor este de 100 lux. In saloane posturile surorilor sunt amplasate in zona interioara a cladirii si de aceea sunt adeseori iluminate in totalitate cu lumina artificiala.

Iluminatul local. Iluminatul local, la capul patului, acoperind latimea patului, trebuie sa fie la dispozitia pacientilor care doresc sa citeasca sau pentru alte activitati. Acest iluminat care trebuie sa aiba o iluminare locala de la 100-300 lux pentru a suplimenta iluminatul general nu trebuie sa deranjeze pacientii din paturile alaturate sau opuse.

Iluminatul pentru consultatie. In cazul in care consultatia sau tratamentul unui pacient nu se desfasoara intr-o camera destinata special acestui scop,se pot folosi corpuri de iluminat suplimentare in salon.

Iluminatul de noapte. Trebuie sa fie suficient pentru a asigura cantitatea minima de lumina necesara pacientilor si personalului pentru a se orienta in intuneric, dupa intreruperea iluminatului general.

Iluminatul camerelor bolnavilor.Intr-o camera de spital trebuie sa se tina seama de diferite cerinte care trebuie sa conduca la alegerea solutiei tehnice si a materialului de utilizat. Cerintele ce conduc la alegerea optima a materialului de iluminat sunt:

-natura ingrijirilor ce sunt acordate;

-natura camerei:

Problema iluminatului camerei de spitalizare trebuie deci studiata sub mai multe aspecte:

-iluminatul de ambianta,

-iluminatul de veghe si de supraveghere,

-iluminatul pentru examinare si ingrijire.

Coridoare.Iluminatul pe coridoare trebuie corelat cu iluminatul din camerele adiacente astfel incat sa nu fie o diferenta sensibila in nivelul de iluminare cand se trece dintr-o incapere in alta.

Iluminarea coridoarelor in cursul zilei trebuie sa fie de 200-300 lux. Acesta se reduce in timpul noptii la 3-5 lux pentru coridoarele care dau spre saloane si 5-10 lux pentru toate celelalte coridoare.

Iluminatul de siguranta si avarie. Se executa la tensiunea retelei interioare si se alimenteaza prin intermediul unui tablou general de siguranta, avand comutatie manuala pe un grup electrogen de avarie.

Circuitele iluminatului de siguranta se recomanda sa se execute cu conductori de cupru, protejati in tuburi IP sau IPE (la subsol). Pentru continuarea lucrului in salile de operatii in caz de avarie in reteaua electrica de alimentare, se prevad de obicei:

-o baterie de acumulatoare de 12 V pentru alimentarea lampilor scialitice;

-o baterie de acumulatoare de 220 V pentru asigurarea unui iluminat de avarie in grupul operator.

Surse de lumina pentru endoscopie. Se folosesc sisteme de cabluri optice cu sursa de lumina speciale care trebuie sa indeplineasca anumite conditii din punct de vedere energetic si al monturilor care sa permita o utilizare corespunzatoare in domeniul medical.

Aceste sisteme complexe se folosesc in domenii medicale diverse cum ar fi domeniul stomatologiei. Acest sistem se compune dintr-o statie de lucru ce contine sursa de lumina care alimenteaza un traseu pe fibrele optice.

Surse de lumina pentru oftalmologie. In oftalmologie se utilizeaza diferite tipuri de surse etalon pentru investigatii. De obicei sursele de lumina pentru oftalmologi sunt de mici dimensiuni. Un caz special este acela a lampii Wood pentru oftalmologie.

Sisteme de iluminat pentru institutii medicale. Sistemele de iluminat destinate institutiilor medicale (spitale, policlinici, dispensare, maternitati s.a.) ridica probleme deosebite atat din punctul de vedere al microclimatului luminos cat si cel al conditiilor de vizibilitate diferite dupa utilizator: bolnavi, personalul auxiliar si medici. In unele cazuri sunt determinate exigentele impuse de consultatia sau interventia chirurgicala, cand medicul trebuie sa i se asigure toate conditiile necesare (cabinete, sali de operatie), iar in altele este determinant confortul bolnavului (camere salon, saloane de asteptare si recreere s.a.).

Conditii cantitative. Nivelurile de iluminare variaza in limite mari in functie de destinatia incaperii si de utilizator. De asemenea, poate fi redus (seara in camerele de bolnavi) si amplificat (in camere de bolnavi in timpul consultarii lor).

Distributia fluxului luminos.

In camere destinate consultatiilor sau interventiilor, distributia directa sau semidirecta este cea corespunzatoare, date fiind nivelurile ridicate de iluminare necesare.

In camerele bolnavilor distributia semiindirecta sau indirecta este cea corespunzatoare ca iluminat general, avand in vedere necesitatea unui confortr ridicat si pozitia permanent orizontala a bolnavilor.

In celelalte incaperi: anexe, birouri, receptie, holuri sa tratarea este cea obisnuita constructiilor neindustriale.

Conditii calitative. Calitatea iluminatului este esentiala in realizarea confortului, in special in incaperile bolnavilor si in celelalte de trecere, de asteptare si de recreere.

Astfel, distributia luminantelor in campul vizual in camere trebuie sa fie foarte echilibrate, pentru a realiza un iluminat odihnitor si confortabil (ceea ce se obtine prin fluxul indirect generator de uniformitate si difuziune necesare in aceste conditii).

In acest scop reflectantele vor fi crescatoare de la pardoseala (0,2 - 0,4) la pereti (0,4 - 0,6) si plafon (0,7 - 0,9).

Culoarea luminii este o conditie de confort importanta intr-un spital sau policlinica, avand rolul de a contribui la realizarea unei ambiante placute, intime, in asa fel incat bolnavii sa se simta intr-un mediu asemanator celui de acasa, nu intr-unul oficial, strain.

In acest scop, doua aspecte sunt esentiale: culoare aparenta a surselor si culoare suprafetelor reflectante, ambele trebuind sa fie din cadrul zonei calde a spectrului vizibil.

Astfel, pentru incaperile destinate bolnavilor si anexelor, lampile fluorescente de culoare alb special de lux si alb cald de lux sunt cele mai indicate. In zonele calde (tropicale) sunt recomandate alb lumina zilei de lux. Pentru incaperile in care se cere o buna redare a culorilor (cabinete, medici, tratamente) este indicata lampa fluorescenta de culoare alb de lux.

Pentru suprafetele reflectate, culorile calde si estompate sunt corespunzatoare atat pentru zugraveli cat si pentru placajele de faianta (faianta de culoare alba creaza o ambianta devenita "clasica" de spital, fiind neagreabila).

In scopul examinarilor locale, lampile incandescente sunt indicate datorita posibilitatii de concentrare a fluxului si de redare excelenta a culorii.

Modelarea intervine in examinare si interventii chirurgicale fiind realizate prin lumina directionata de corpurile de iluminat special destinate acestui scop (dispozitive optice complexe pentru sali de operatii si simple pentru tratamente sumare).

Caracteristicile sistemelor de iluminat pentru spitale si policlinici.

Sistemele de iluminat destinate camerelor pentru bolnavi trebuie sa indeplineasca urmatoarele functiuni:

- sa asigure bolnavilor odihna confortabila, destindere si eventual lectura,

- sa permita examinarea bolnavilor,

- sa creeze conditiile de circulatie in tot timpul zilei sau noptii,

- sa asigure curatirea incaperii si mobilierului.

Pentru realizarea acestora sunt necesare urmatoarele sisteme, precizate mai departe.

Iluminatul general (fluorescent), preferabil indirect, la un nivel relativ scazut de 100 lux, necesar ingrijirii medicale curente (aplicarea medicatiei orale, urmarirea temperaturii s.a.), precum si pentru alte servicii uzuale. Comanda se realizeaza de la usa.

Iluminatul local la patul bolnavului, care serveste activitatile uzuale ale bolnavilor (citit si alte necesitati) la un nivel de 100 - 300 lux, orientat astfel incat sa nu deranjeze pe ceilalti bolnavi. Luminanta CIL de iluminat trebuie sa fie scazuta (L < 350 cd/m²), iar comanda evident locala.

In figura 15. sunt indicate cele doua sisteme de iluminat realizate printr-un corp de iluminat de tip special, care integreaza atat iluminatul direct si indirect, cat si locurile de priza, circuitele de alimentare, circuitele de curenti slabi si eventualele circuite tehnologice.

Fig.15.Sectiune printr-un corp de iluminat integrat cu multiple functiuni: 1-sursa de lumina indirecta;

2- sursa de lumina directa; 3-canal pentru curenti slabi; 4-canal pentru circuite de alimentare;

5-canale pentru circuite tehnologice; 6-capac transparent de protectie;

7-lentila de tip Fresnel din plexiglas; 8-gratar difuzant.

Iluminatul local suplimentar pentru examinari si unele tratamente, numai pentru incaperile speciale in care tratamentul sau examinarea se face chiar in camera bolnavului. Se recomanda un nivel de iluminare impus de categoria operatiei ca si intr-o incapere specializata.

Iluminatul de veghe care asigura circulatia in timpul noptii (0,5 - 1 lux) la nivelul pardoselii cu sursa de lumina eventual albastra.

Iluminatul de supraveghere suplimentar (redus) de noapte care asigura la capul bolnavului concentrat 5 - 20 lux, pentru a nu deranja pe vecini si care poate fi comandat local de catre personal, dar nu si de bolnav.

In functie de categoria de confort a spitalului, proiectantul de iluminat va alege sistemele necesare, minimul fiind: iluminatul general, iluminatul local si iluminatul de veghe.

Realizarea sistemelor principal de iluminat se obtine prin corpul de iluminat integrat, care da o distributie longitudinala a iluminarilor conform cerintelor.

Iluminatul coridoarelor de acces in cursul zilei impun un nivel de iluminare de 200 - 300 lux (inclusiv aportul luminii naturale), iar noaptea 3 - 5 lux sunt suficienti pentru cele in legatura cu saloanele bolnavilor si 5 - 10 lux pentru celelalte, nivelurile scazute fiind necesare evitarii contrastului suparator de noapte, la trecerea dintr-o incapere in alta. Aceasta variatie se poate obtine in cele mai bune conditii fie prin comenzi fine sau in trepte, fie prin alte CIL.

Trecerea din camera iluminata de soare pe coridor trebuie sa se realizeze la anumite spitale cu evitarea contrastelor inconfortabile. Montarea CIL asimetric (in opozitie fata de usile camerelor) este favorabila acestui deziderat, in cazul in care coridorul nu este iluminat natural. De asemenea, montarea CIL lateral pe coridor, eventual dirijat, prezinta avantajul ca bolnavul transportat pe orizontala in miscare nu mai vede CIL si interspatiile dintre ele, care i-ar produce o solicitare vizuala perturbatoare.

Sistemele de iluminat destinate cabinetelor si salilor de tratament si examinare trebuie sa aiba doua componente:

- Iluminatul general direct (CIL integrate in plafoane duble) sau semidirect (CIL

aparente de exemplu de tip FIAG) asigurand un nivel de 300 lux si redarea

culorilor,

- Iluminatul local variabil, in functie de necesitati, realizat de CIL specializate (cu

surse fluorescente sau incandescente), cu care se poate obtine 500 - 1000 lux,

pentru evitarea fenomenului stroboscopic la cabinetele dentare, este obligatorie

utilizarea lampilor incandescente.

Pentru salile de tratamente intensive se recomanda sisteme de iluminat flexibile din punctul de vedere al variatiei nivelului de iluminare general si local in functie de necesitatile tratamentului. Astfel se cere prevederea de CIL mobile pentru concentrarea lor in zona impusa.

Sistemele de iluminat destinate salilor de operatie si nasteri, precum si cele destinate disectiei, au doua componente:

- Sistem de iluminat local specializat destinat campului de lucru (operator sau de

disectie) amplasat in centrul incaperii, deasupra mesei de operatie sau un perete in

consola (mai rar).

Dispozitivul denumit si corp de iluminat scialitic (impropriu lampa scialitica) poseda multe surse de lumina montate in CIL cu reflector, care concentreaza fluxul luminos pe o suprafata mica ( 500 cm² ) corespunzatoare campului operator, asigurand o uniformitate foarte buna, evitand umbrele sau contrastele in zona de interventie, oricare este pozitia medicului chirurg care opereaza si cea a pacientului. Nivelul de iluminare impus de normele Romaniei este 3000 lux, pe plan international recomandandu-se niveluri mai ridicate (10000 - 30000 lx).

CIL scialitice sunt echipate cu surse de lumina incandescenta de constructie speciala cu doua filamente:

- filamentul obisnuit de lucru racordat la reteaua de distributie;

- filamentul suplimentar de varie racordat la o sursa independenta (baterie de acumulatoare cu sistem de comutare automat) capabil sa asigure acelasi nivel de iluminare.

De asemenea, pentru asigurarea reglajului, dispozitivele cuprinzand ansamblul de CIL sunt echipate cu sisteme de reglaj mecanice sau electro-mecanice care permit amplasarea lor judicioasa in raport cu campul operator.

In cazul unor incaperi ale policlinicilor, pentru interventii rapide, de natura superficiala, se pot utiliza si CIL scialitice portative, usor manevrabile, la care sursa de energie independenta trebuie sa fie montata chiar pe stativul sau.

Sistemul de iluminat general este amplasat paralel cu conturul incaperii, realizand un nivel de iluminare in functie de nivelul local ( la 3000 lux local se alege E_m = 300 lx, E_m >= 1000 lux).

CIL de iluminat sunt integrate in plafonul fals, echipate cu panou difuzant, permitand o curatire simpla si frecventa a lor. Sursele de lumina sunt lampi fluorescente de culoare armonizata cu lampile incandescente si cu o foarte buna redare a culorilor.

In scopul adaptarii vizuale in incaperile adiacente nivelul de iluminare trebuie sa fie cel putin 50% din nivelul iluminatului general al camerei de operatie.

Camere de tratamente cu raze necesita un nivel scazut de iluminare (sub 100 lux) si un sistem confortabil uniform distribuit si cu componenta de flux superior.

Laboratoarele de analize cu mobilier fix pot fi echipate cu un sistem de iluminat general localizat in zona de lucru efectiva.

Pentru asigurarea conditiilor de securitate in instalatiile medicale se prevad, in afara sistemelor de iluminat de siguranta mentionate si sisteme de iluminat de evacuare, marcare hidranti incendiu, veghe si continuarea lucrului .

Distributia fluxului luminos.

Distributia fluxului luminos reprezinta alegerea corecta a procentului de flux inferior si superior, prin intermediul corpurilor de iluminat considerate, deci un factor cantitativ care are profunde implicatii calitative prin actiunea sa asupra distributiei luminantelor in campul vizual.

Astfel, fluxul inferior creeaza contraste accentuate in campul vizual, iar fluxul superior ridicand iluminarea (luminanta) plafonului diminueaza contrastele. Rezulta deci ca in incaperile de lucru cu sarcini vizuale in relief, proportia de flux inferior trebuie sa fie cat mai mare (in incaperile de inaltime medie si mare F F_c ), iar incaperile de lucru cu sarcini vizuale plane (scris, citit, desenat, cercetare de laborator etc) trebuie prevazuta o proportie de flux superior cu atat mai mare cu cat se cere o uniformitate a luminantelor mai buna, in campul vizual (se poate alege F F_c

Pentru incaperile de agrement, de odihna si similare, unde distributia uniforma si moderata a luminantelor este determinanta de cele mai multe ori ar fi indicat ca fluxul superior sa fie mai mare decat cel inferior, daca conditiile economice o permit.

Alegerea corespunzatoare a proportiilor, in special in astfel de incaperi, este o problema estetica necesitand o colaborare stransa intre inginerul de iluminat si arhitect.

In concluzie alegerea corpului de iluminat corespunzator si din punctul de vedere al distributiei fluxului luminos este un factor cantitativ determinant in realizarea microclimatului luminos.

2.Cromatica

Culoarea

Un alt factor de ambianta fizica care influenteaza consumul de energie al intregului organism uman, starea de oboseala cat si rezultatele cantitative si calitative ale muncii il constituie culorile sau ambianta cromatica.

Stiintele care stau la baza ergonomiei scot in evidenta efectele fiziologice si neuro-psihice pe care cromatica obiectelor le exercita asupra omului.

Caracteristici:diversele portiuni de lumina alba (radiatii electromagnetice cu lungimi de unda cuprinse intre 380 si 780 mm) genereaza in analizatorul vizual senzatia anumitor culori.

Dintre parametri care caracterizeaza culorile se cuvine mentionate:

. nuanta spectrala­ - determinata de lungimea de unda prin care pot fi diferentiate culorile.

. luminozitatea - determinata de adausul alb sau negru.

. puritatea - determinata de adausul de gri.

Cercetarile si experientele facute de specialisti au demonstrat ca imbinarea culorilor poate ( in conditii de temperatura medie ) sa influenteze si sa modifice senzatia de confort, sa afecteze functionalitatea si solicitarea diferitelor organe anatomice, sa influenteze psihicul omului.

In tab.5. sunt prezentate sintetic aceste efecte produse de culori asupra omului.

In ceea ce priveste culorile, trebuiesc retinute cateva constatari generale:

-culoarea este cu atat mai mica cu cat se apropie de rosu si cu atat mai rece cu cat este mai dominant albastru;

-culorile inchise au efect depresiv, descurajant, negativ;

-culorile prea vii sunt prea obositoare;

-culorile deschise au efect stimulant, vesel pozitiv.

Combinatiile de culori folosite la vopsirea cladirilor, incaperilor, utilajelor, mobilierului, echipamentelor etc. trebuie sa urmareasca in primul rand efectul cromatic utilitar si in al doilea rand estetica. Binenteles ca intre doua sau mai multe combinatii posibile de culori cu acelasi efect utilitar se va adopta varianta cea mai estetica.

Efectele fizio-psihice ale culorilor

Tab.5.

Alegerea culorilor pentru o incapere, pentru mobilierul, utilajele, instalatiile sau uneltelor aflate in zona de lucru trebuie sa se faca tinand seama de principalii factori fizici ai culorilor, care rezida in caracteristicile de reflectare si de absorbtie a luminii.

In tab.6. sunt prezentati coeficientii de refexie ai culorilor pentru cele mai uzuale tente de culori.

Coeficentii de reflexie ai culorilor

sTab.6.

Dupa cum se poate constata, culorile deschise reflecta lumina intr-o proportie mult mai mare decat cele inchise. Astfel, intre albul stralucitor, care reflecta lumina in proportie de 85%, si negrul, care absoarbe aproape intreaga lumina 97%, restul culorilor prezinta variatii foarte mari.

La stabilirea cromaticii locului de munca trebuie sa se tina seama de urmatoarele conditii specifice:

- continutul muncii si solicitarile executantilor (fiziologice si neuro-pshice);

- functiile incaperii si ale fiecarui obiect;

- senzatia de confort ambiant sau de stimulare neuro-psihica;

- menajarea vederii;

- usurarea perceptiei senzoriale;

- posibilitatea de intretinere a curateniei in functie de specificul productiei;

- estetica locului de munca.

Ordinea de abordare si numarul acestor conditii nu sunt riguroase. In functie de specificul activitatii este posibil ca cerintele coloritului sa fie mai numeroase, iar succesiunea lor sa fie modificata.

Tinand seama de continutul muncii, de functiile incaperii si ale fiecarui obiect in parte, este necesar ca suprafetele sa asigure un anumit contrast vizual. La suprafetele mari, acest contrast se poate realiza prin culori cu coeficenti de reflexie similari, dar fara contraste de densitate a luminii, care produc tulburari vizuale. De asemenea, la amenajarea locului de munca propiu-zis trebuie evitate diferentele de luminozitate; contrastul dintre obiecte si uneltele de munca sau planul de lucru poate sa fie asigurat prin culori cu coeficienti de reflexie diferiti.

Suprafetele mici de cativa centimetri ale obiectelor care trebuie sa iasa in evidenta se vor vopsi in culori stridente, cu contraste puternice de reflexie si de densitate a luminii. Aceasta cerinta se va aplica in special la sistemele de comanda, manere, manivele, volante, capete terminale si butoane, cu conditia ca suprafata acestora sa nu fie mare. Contrastul cel mai puternic se poate obtine prin culorile galben si negru. In general nu trebuie facut exces de contrast de culori; obiectele care atrag privirea prin contrast sa nu depaseasca 3-5 culori.

Avand in vedere functiile diferitelor suprafete ale incaperilor pentru ambianta luminoasa a muncii, este necesar ca prin colorit fiecare suprafata sa asigure un anumit grad de reflexie. Astfel, plafonul va fi zugravit in culori mate cu reflexie mare; partea superioara a peretilor sa nu fie in contrast cu peretii si tamplaria, iar baza sau soclul sa fie mai inchisa, dar in armonie cu restul. Bordura sa fie in culoare inchisa, iar pardoseala sa aiba o culoare cu un coeficient de reflexie 15-30%.

Pentru mobilierul birourilor se recomanda culori deschise cu coeficienti de reflexie de 30-50%. Cand se folosesc culori inchise, mobilierul trebuie lustruit. In orice caz suprafetele superioare ale birourilor nu se vor vopsi sau acoperi cu materiale de culoare inchisa.

In tabelul se pot vedea coeficienti medii de reflexie recomandati pentru diferite suprafete interioare.

Coeficenti medii de reflexie pentru suprafete interioare.

Tab.

In figura 16. este prezentata in tridimensional repartizarea culorilor pe suprafete mari ale incaperilor, asa cum sunt recomandate in tabelul de mai sus.

Fig.16. Repartizarea culorilor pe surafete mari ale incaperii.

Pentru conducte si instalatii exista un cod al culorilor adoptat pe plan international; fiecare culoare reprezinta un anumit continut. De exemplu, conductele de apa se vopsesc in gri sau negru, cele de gaze sau lichide cu nocivitate chimica in galben, cele cu gaze explozive in rosu, iar cele de combustibil lichid in albastru. Aceasta simbolizare are rolul de a menaja concentrarea, memoria si atentia operatorilor si a impiedica accidentele ce s-ar putea produce prin manevrarea gresita a vanelor sau pompelor.

Din cele expuse rezulta modul in care culorile contribuie la crearea unui climat propice la locul de munca.

Pentru a raspunde cerintelor organizarii stiintifice a productiei si a muncii, cromatica locului de munca trebuie sa preocupe cadrele de conducere tehnica si economica. Inginerul, arhitectul, ca si cei raspunzatori cu intretinerea administrativ-gospodareasca trebuie sa invete folosirea ergonomica a culorilor pentru a crea omului, in mediul sau de munca, ambianta cromatica functionala.

Dupa cum s-a aratat anterior din efectele fiziologice si psihologice ale culorilor, exista culori calde si culori reci. Culorile calde sunt culori dinamice (de miscare) in timp ce culorile reci sunt culori statice, calmante si odihnitoare. Culorile calde sunt recomandate pentru a fi utilizate cu precadere in spatiile reci, cu temperatura scazuta pentru a le insufleti, a le dinamiza si pentru a da senzatia de caldura si de apropiere. Culorile reci sunt recomandabile pentru spatii supraincalzite, acolo unde se produc degajari mari de caldura sau unde insasi sursa de caldura este vopsita in culori calde. Aceste culori pot da senzatia de racoare si de o buna aerisire.

Astfel, rosul, portocaliul si galbenul considerate, percepute si traite ca si culori calde, sunt si ele insele culori ale unor obiecte si fenomene din natura pe care oameni le-au perceput din todeauna si care printre altele au si calitatea de a genera senzatii de cald, deschidere, lumina etc.: soarele, focul, sangele, flacara etc. in mod similar, culorile reci, verde, albastru si violetul sunt si culorile spatiilor imense, ale cerului, intinderilor de apa, umbrei, frigului etc.

Deschiderea sau inchiderea psihologica a unui spatiu, ca si marimea sau micsorarea lui din punct de vedere perceptiv o putem, prin urmare, realiza destul de bine prin utilizarea simultana sau alternativa, contrastanta sau continua a unor game variate de tonalitati si intensitati cromatice, alese in functie de dimensiunile si caracteristicile functionale ale spatiului. Culorile deschise si intense, avand o putere de iradiere mai mare decat cele inchise, au calitatea de a da senzatia de marire a unui spatiu.

Prin iluzie perceptiva s-a demonstrat faptul ca peretele de culoare deschisa dispus pe un fond inchis, spre deosebire de peretele de culoare inchisa care atunci cand se afla intr-un camp deschis par mai mici.

Negrul da senzatia de inchidere, intrare, retragere, sobrietate, micsorare, interiorizare, in timp ce albul, ca explozie de lumina, induce senzatia de deschidere, iesire, depasirea unui cadru, marire.

Culorile luminoase sunt indicate pentru spatii mici, inguste si intunecoase in ideea de a le face mai luminoase si a le "mari" a crea senzatia de spatialitate.

Dimpotriva, culorile intunecate sunt indicate pentru spatii deschise si puternic luminate pentru a le centra si delimita, pentru a crea zone dominante si a le da un sens, si structura perceptiva.

Cu ajutorul culorilor putem in acelasi timp crea si senzatia de apropiere sau indepartare in spatiul, putem "indeparta" sau "apropia" obiectele intr-un spatiu. Culorile deschise maresc si indeparteaza, iar culorile inchise micsoreaza si apropie dupa cum culorile calde dau senzatia de apropiere iar cele reci de indepartare si spatialitate.

Un panou, perete, zid etc. colorat in rosu cald sau portocaliu roscat este perceput ca fiind mai apropiat decat este in realitate, dupa cum in cazul nuantelor albastre reci, lucrurile stau invers. Singurele culori care sunt neutre din acest punct de vedere, adica sunt in pozitia lor reala din spatiu sunt verdele si galbenul. Senzatia de claustrare pe care o creeaza un spatiu prea mic poate fi anihilata prin tonul deschis al unei culori reci care indeparteaza, spatiaza, da impresia de mai mare.

Culorile calde si luminoase creeaza o buna dispozitie, dau impresia de prospetime si au un efect stimulativ reconfortant. Albastru si verdele dau o senzatie de liniste. Violetul este nu numai o culoare rece dar creeaza o stare psihica descurajatoare. Galbenul, dimpotriva, inveseleste prin luminozitatea sa mare, incanta ochiul si stimuleaza placut. Cenusiul este deprimant. In general, majoritatea cercetarilor au demonstrat faptul ca atunci cand este vorba de culori pure, culorile luminoase sunt vesele, declanseaza si intretin stari afective pozitive, de entuziasm, optimism si incredere, in timp ce culorile intunecate au efecte contrare: induc stari de tristete, declanseaza stari afective negative, de retinere, teama, neincredere. Griul-deschis induce stari de tristete si monotonie, in timp ce rozul sau portocaliul-deschis inspira optimism, incredere, veselie.

De asemenea, orice culoare isi schimba tonalitatea si intensitatea in raport cu alte culori ce o inconjoara. Marea arta a armoniei cromatice consta tocmai in stapanirea cat mai perfecta a valorilor combinatiilor si echilibrului cromatic. Se spune ca cea ce conteaza nu sunt culorile in sine ci valorile cromatice care se obtin prin combinarea, dispunerea, armonizarea si echilibrarea diferitelor tonuri si nuante cromatice.

Culoarea este un mijloc de expresie, de comunicare si proiectie a tendintelor si pulsiunilor interioare, a trairilor si atitudinilor propii structurii personalitati noastre.

Pentru culori se foloseste un test ce se bazeaza pe preferinta de culori numit testul color Luscher. Testul este unul cromatic cu ajutorul caruia, pe baza selectiei in ordine a preferintei unui set de culori, se poate realiza o autocunoastere adecvata a caracteristicilor de personalitate.

O varianta complecta este formata din 7 seturi diferite de culori, continand 73 culori formate in 25 de nuante diferite si solicitand in testare 43 de aleeri diferite de realizat. O alta varianta restransa este formata din 8 culori: albastru-intunecat, verde albastrui, rosu-oranj, galben stralucitor, violet, maro, negru si gri-neutru.