Как измеряется освещенность в производственном помещении?

Экспозиционное число

Одна и та же фотография с разными экспозиционными числами

Экспозиционное число (англ. Exposure Value, EV) — целое число, характеризующее возможные комбинации выдержки и диафрагмы в фото, кино- или видеокамере. Все сочетания выдержки и диафрагмы, при которых на пленку или светочувствительную матрицу попадает одинаковое количество света, имеют одинаковое экспозиционное число.

Несколько комбинаций выдержки и диафрагмы в камере при одном и том же экспозиционном числе позволяют получить примерно одинаковое по плотности изображение. Однако изображения при этом будут различными. Это связано с тем, что при разных значениях диафрагмы глубина резко изображаемого пространства будет различной; при разных значениях выдержки изображение на пленке или матрице будет находиться разное время, в результате чего оно будет в разной степени смазано или совсем не смазано. Например, сочетания f/22 — 1/30 и f/2.8 — 1/2000 характеризуются одним и тем же экспозиционным числом, но первое изображение будет иметь большую глубину резкости и может оказаться смазанным, а второе будет иметь малую глубину резкости и, вполне возможно, совсем не будет смазанным.

На левом снимке за счет длинной выдержки подчеркнуто движение воды, в то время как на правом снимке за счет относительно короткой выдержки движение не так заметно и вода изображена резко

Бóльшие значения EV используются, если объект съемки лучше освещен. Например, экспозиционное число (при светочувствительности ISO 100) EV100 = 13 можно использовать при съемке ландшафта, если на небе имеется облачность, а EV100 = –4 годится для съемки яркого полярного сияния.

По определению,

EV = log2 (N2/t)

или

2EV = N2/t, (1)

N — диафрагменное число (например: 2; 2,8; 4; 5,6, и т. д.)
t — выдержка в секундах (например: 30, 4, 2, 1, 1/2, 1/4, 1/30, 1/100, и т. д.)

Зависимость глубины резкости от величины диафрагмы при одном и том же экспозиционном числе

Например, для комбинации f/2 и 1/30, экспозиционное число

EV = log2(22/(1/30)) = log2(22 × 30) = 6.9 ≈ 7.

Это число может быть использовано для съемки ночных сцен и освещенных витрин. Комбинация f/5.6 с выдержкой 1/250 дает экспозиционное число

EV = log2 (5.62/(1/250)) = log2 (5.62 × 250) = log2 (7840) = 12.93 ≈ 13,

которое можно использовать для съемки пейзажа с облачным небом и без теней.

Следует отметить, что аргумент логарифмической функции должен быть безразмерным. В определении экспозиционного числа EV игнорируется размерность знаменателя в формуле (1) и используется только численное значение выдержки в секундах.

Одинаковое экспозиционное число 12 установлено на пленочной камере Зенит-ЕТ и цифровой камере Canon 5D Mark II

Способы измерения

Реальная освещенность помещения измеряется с помощью особых приборов, к числу которых принято относить экспозиметр или экспонометр, а также люксметр (фотометр). Основным инструментом, используемым при повседневном измерении показателя освещенности (как естественной, так и искусственной) является люксметр.

Такие приборы, в свою очередь, делятся на аналоговые и цифровые, причём первые из них относятся к устаревшим моделям, так что с их помощью измерение освещённости проводится довольно редко.

Стрелочный измеритель

Современные цифровые и стрелочные устройства применяются обычно в следующих ситуациях:

При необходимости аттестационной проверки мест постоянной работы;
Для сравнения текущих показателей освещённости с нормируемыми параметрами (при монтаже приборов освещения, в частности);
При проверке текущего уровня освещенности установленным ГОСТом нормативам.

Работа люксметра основана на простейшем принципе, согласно которому в него встраивается чувствительный датчик (фотоэлемент). При попадании на этот элемент светового потока в нём генерируется мощный электронный поток, результатом которого является электрический ток.

Важно! Сила этого тока прямо пропорциональна величине светового потока, попадающего на фотоэлемент.

Именно этот параметр (количество света, приходящееся на единицу площади) и отображается на дисплее измерителя.

Цифровой люксметр

Что такое освещение

Свет – это один из видов электромагнитных колебательных движений. Отличается он от радио- и электрических волн тем, что их длина значительно меньше. Частицы (кванты и фотоны) излучают эти световые потоки порционно. Когда они попадают на глаз человека, то зрительный нерв превращает их в ощущения (яркости и цвета, преобразуемые в изображение).

Общее освещение комнаты

Известно два вида освещения:

Естественное, источником которого служит излучение от Солнца;
Искусственное, производимое различными специальными устройствами и установками.

Эти виды освещения комбинируются, и на их основе создается множество других классификаций. Среди наиболее известных из них можно выделить следующие:

Общее – создает достаточный для комфортного пребывания человека в помещении уровень освещенности;
Зональное – воздействующее на конкретную область (зону) помещения и обеспечивающее повышенный уровень света в ней;
Местное – предназначено для выделения объекта и места вокруг него (клавиатура, место для чтения, рабочий стол);
Декоративное – стало популярным сравнительно недавно и используется для украшения тех или иных интерьерных решений и для повышения комфорта;
Аварийное – включается на производствах и предприятиях во время аварийной ситуации, когда обычные электроустановки перестают нормально функционировать.

Вам это будет интересно Определение тока короткого замыкания
Важно! В свою очередь эти виды могут подразделяться и на другие, более мелкие категории в зависимости от функциональных особенностей и требований.

Пример аварийного освещения

Требования к расчету

Существуют определенные требования, которые обязательно учитываются в расчетах норм освещенности производственных помещений (таблицы и правила есть в отраслевых СНиПах). Какие именно:

Основное требование – это равномерность падающего светового потока. Здесь важно добиться, чтобы помещение было равномерно освещено до самых дальних углов. Поэтому необходимо учитывать окрас стен, полов и потолков. Считается, что светлые тона обладают более высоким коэффициентом отражения. Поэтому со светлыми стенами и потолком добиться функционального освещения проще всего. Чтобы не быть голословным, предлагаем ознакомиться с таблицей, где четко показано, какой цвет какой коэффициент отражения имеет.

Очень важный момент, чтобы в производственных помещениях отсутствовали тени, особенно движущиеся. Доказано, что именно эта причина является частых травм.
В цехах не должно находиться отражающих поверхностей.
Очень важно, чтобы используемые на производстве источники света не нарушали цветовую передачу.
И, конечно, сам световой поток должен быть стабильным.
Не забываем и о безопасности. То есть, любой светильник должен работать исправно и проходить необходимые проверки.

Как измерять освещенность экспонометром?

Да очень просто. Объясню на примере моего Ленинграда.

У данного конкретного прибора 3 шкалы EV с диапазонами: 5-12, 12-18 и 1-5 (в нижней части прибора). Вторая – основная, она всегда стоит «по умолчанию». Остальные переключаются рычажками на корпусе, которые одновременно открывают и перемещают внутри фотоэлемент для соответствующих измерений.

Внешним экспонометром измерения осуществляются двумя способами:

1. По яркости – измерение отраженного света. Прибор направляют на объект, освещенность которого нужно узнать и фиксируют показания.

2. По освещенности – измерение падающего света. Прибор располагают в непосредственной близости с объектом и направляют в сторону фотоаппарата (в нашем случае – в сторону источника света). Обычно для этого вида измерения нужно надеть молочный фильтр, идущий в комплекте с экспонометром.

О плюсах и минусах каждого способа для фотографии расписано много (например, в вики), но для наших целей особо значимой разницы нет, можно выбрать наиболее удобный для конкретного случая (а то и оба для пущей точности). Однако измерения люксметром (и большинством современных экспонометров) всегда производятся именно вторым способом.

Какой бы способ вы ни выбрали, результат нужно искать на шкале EV. Если стрелка выходит за пределы шкалы, нужно переключиться на другую. И уже по полученному значению EV выяснить в таблице соответствующее ему значение люксов. Если EV вышло дробным (например, 3.5), то можно высчитать точное значение люкс по приведенной выше формуле, или хотя бы примерно прикинуть диапазон.

Но далеко не все экспонометры умеют показывать EV. В таком случае измерение немного усложняется. Для начала нужно выставить значение ISO на 100 (так проще считать и сверять). У советских приборов это окошко ГОСТ и позиция 90 (или сразу 100, зависит от прибора).

После чего стандартным способом определить выдержку. У Ленинграда для этого нужно выставить поворотное кольцо (2) на значение, которое показывает стрелка на нижней шкале (1). Верхняя шкала кольца (3) покажет возможные пары выдержка/диафрагма – выбирайте по вкусу. Другие экспонометры работают похожим образом.

А теперь вам потребуется диаграмма с отличного ресурса по фотовспышкам impulsite.ru. В интернете немало таблиц и графиков по сопоставлению выдержки, диафрагмы и EV, но эта сразу показывает значения в люксах (правда округленные до ближайших целых значений).

Пользоваться ей очень просто: находите пересечение строки диафрагма и столбцов выдержка (показано зелеными стрелками), затем от этого пересечения по диагонали находите EV и соответствующее ему значение в люксах (синяя линия). При желании, полученное значение EV вы можете использовать для расчета люкс по формуле (см выше). Собственно, по этой же таблице можно подобрать экспопару если известна освещенность в люксах.

Оптимальное значение параметра для рабочего места

Требования к освещению рабочего места определяется по ряду параметров. Ключевые требования к освещению:

Яркость должна быть отлажена таким образом, чтобы не создавать проблем со зрительными органами человека. Она не должна быть слабой, чтобы сотруднику не приходилось напрягать глаза, но и не должна быть ослепляющей, из-за чего работать не получится.
Подсветка должна быть равномерной. Сотрудник не должен страдать от избытка неудачных теней. Если базового света не хватает для их устранения, то требуется подключить вспомогательные источники света. Например, лампу настольного типа.
Восприятие света может быть индивидуальным, поэтому важно оставлять сотруднику возможность самостоятельно отлаживать какие-то параметры, которые обеспечат ему комфортное восприятие света и продуктивную работоспособность.

Недостаточное освещение и несоблюдение этих требований при организации рабочего места приведёт к ухудшению зрения сотрудников в офисе или ином помещении, снижению рабочей эффективности и низкому достижению целей компании. Если часть сотрудников имеет изначальные проблемы со зрением, им может потребоваться обеспечение дополнительных условий, которые позволят эффективно работать.

Два вида света задействуется в повседневной жизни: естественный и искусственный. Оптимальным признаётся сочетание этих типов. Такое сочетание именуется комбинированным (смешанным) вариантом.

Организация комфортного рабочего места

В зависимости от условий труда определяются следующие нормы:

офис малых размеров требует средней света не менее 500 люкс;
опен-спейс нормируется показателем не менее 750 люкс;
зал для конференций — 300 люкс;
помещение для приёма, секретариат — 300-500 люкс;
помещения с компьютерной техникой — 400 люкс;
помещения технического назначения и коридоры — 100-200 люкс;
архивная комната — 75 люкс.

Если сотрудники работают за компьютером, то обязательно необходимо регламентировать перерывы в выполнении их деятельности. Несоблюдение правила негативным образом скажется на их здоровье и продуктивности. Днём сотрудники могут работать без перерывов не более 2 часов, ночью — не более часа. Каждый сотрудник в обязательном порядке должен устраивать себе перерыв от работа до пятнадцати минут. Это создаст глазам необходимые условия для отдыха. Кроме того, полезно совершать упражнения для отдыха глаз. Но последняя мера не является обязательной, она носит исключительно рекомендованный характер.

Факторы зрительного комфорта

Освещение рабочего места требует учитывания нескольких факторов. К таким факторам относится следующее:

цветовой интерьер помещения. Оптимальнее всего использовать светлые, зелёные или желтоватые оттенки, так как они положительным образом сказываются на зрении. Такие оттенки являются более щадящими и не требуют избыточно напрягать зрительные органы;
отлаженная яркость и контрастность;
световая однородность;
устранение бликов и мерцания с поверхностей (например, экрана монитора).

Все эти факторы влияют на свет, вместе с ним комфорт, степень утомляемости и расслабление глаз. Требуется подобрать правильный светильник и организовать сотрудникам условия максимально комфортные как по части наружного, так и по части внутреннего пребывания (организовать дежурное освещение, общее и т.д.).

Выбор ламп для освещения рабочего места

Рабочему месту подходящее значение параметра придадут лампы светодиодного типа. Помимо выполнения центральной задачи, они обладают следующими преимуществами:

небольшая стоимость;
длительный период эксплуатации;
малый расход электроэнергии.

Второе место можно отдать лампам галогенного типа. Но при их покупке стоит учитывать, что у них высокая степень нагрева и не получится встроить их в любые приборы.

На третьем месте люминесцентная лампа, она также может быть использована, но её свет гораздо хуже (является неестественным).

Оптимальнее всего комбинировать варианты и приобретать вспомогательный свет (специальная электроустановка и так далее).

Освещение рабочих мест требует выбора подходящего типа лампы, также уделяйте внимание месту расположения светильника, благодаря которому выполняется освещение рабочей зоны. От этого зависит, насколько удачным будет выбранный вариант. Неправильно расположенный светильник приведёт к утомлению глаз и ухудшению зрения, в то время как корректно расположенный поможет выполнять работу успешно.