Влияние уровня искусственного освещения на качество образовательной среды

Необходимость научного подхода к аспектам воспитания и формирования здорового образа жизни человека, особенно детей и подростков, сохраняет свою актуальность до настоящего времени. Особое внимание повсеместно уделяется внедрению в широкую практику здоровьесберегающих технологий, направленных на выявление и минимизацию воздействия неблагоприятных факторов внешней среды на организм. Наряду с различного рода нарушениями функционального характера со стороны сердечно-сосудистой, нервной, опорно-двигательной систем среди участников образовательного процесса довольно часто встречаются нарушения зрения, особенно, у детей младшего школьного возраста

Цель исследования: изучить параметры процесса искусственного освещения классов общеобразовательных учреждений города Астрахани согласно методике, разработанной на кафедре общей гигиены Астраханского государственного медицинского университета, оценить показатели его эффективности и выработать  рекомендации по снижению функциональной нагрузки на органы зрения участников образовательного процесса.

Для оценки параметров искусственного освещения в помещениях учебных классов общеобразовательных учреждений в рамках выполнения комплексной НИР «Оптимизация условий обучения и укрепления здоровья участников общеобразовательного процесса с использованием здоровьесберегающих технологий» было проведено обследование 6 СОШ, 2 лицеев и 3 гимназий города Астрахани. В общей сложности проведено комплексное обследование 116 учебных помещений различного профиля. Из них 64 класса начальной школы. Измерения фактического уровня освещенности производили в темное время суток люксметром Ю117. Коэффициент отражения поверхностей рассчитывали как отношение отраженного светового потока к падающему на расстоянии 80 – 100 мм от исследуемой плоскости. Расчет коэффициента равномерности освещенности (отношение освещенности исследуемой рабочей поверхности к максимальной) проводили по формуле:

q = (E*100%) / Emax

где q – коэффициента равномерности освещенности, %;

Е – освещенность исследуемой рабочей поверхности, лк;

Emax– максимальная освещенность в данном помещении, лк.

При полной равномерности освещения – q равен 100%.

Из 11 обследованных нами общеобразовательных учреждений 3 здания имели «возраст» старше 80 лет, 2 здания – 40-60 лет и 6 зданий – от 10 до 40 лет. В зависимости от периода постройки менялась общая концепция строительства школьных зданий. В основном различия касались геометрических пропорций, таких как площадь  помещений и высота потолков. Соответственно и тип осветительных устройств в различные периоды строительства существенно различался. В результате изменения концепции градостроительства и санитарно-гигиенических требований к микроклимату помещений происходили процессы приведения в соответствие систем освещения. Преимущественно в качестве источника искусственного освещения в учебных помещениях, в настоящее время, используются люминесцентные лампы (84,2%). Независимо от того, что с 2011 года в России запрещено использование ламп накаливания мощностью 100 и более Вт,  до сих пор, местами остаются в эксплуатации светильники с лампами накаливания (95 Вт) и теплоизлучателями различного назначения мощностью 150, 200, 300 и 500 Вт (12,3%), а также набирают популярность светодиодные лампы с использованием световой арматуры от ламп накаливания (3,5%) (см. табл. 1). Однозначного ответа на вопрос какой источник света лучше до сих пор не существует. Каждый из них имеет преимущества и недостатки, поэтому в своей работе мы будем рассматривать только объективные данные, полученные опытным путем.

Качественные характеристики освещенности рабочих мест в помещениях классов средних общеобразовательных учреждений города Астрахани существенно различалась. Различия были выявлены не только среди отдельных учреждений, но и в пределах одного учреждения в разных классах. Причиной таких различий явились архитектурные особенности зданий (площадь помещений, высота потолков, цвет отражающих поверхностей и др.), а также вид и показатели эффективности источника искусственного освещения. Полученные нами результаты были разделены на группы (см. табл. 1). К I группе отнесены уровень и характеристики параметров искусственного освещения в помещениях, в которых в качестве источника освещения использовались лампы накаливания, ко II группе – люминесцентные светильники, а к III группе – светодиодные лампы.

Анализ полученных данных показал, что в целом характеристики параметров искусственного освещения в классных помещениях соответствуют установленным гигиеническим нормативам. Наибольшая эффективность по критериям уровня, отражающей способности и равномерности освещения выявлена в случаях использования люминесцентных ламп (группа II). На наш взгляд, это объясняется несколькими факторами. Наибольшая площадь светоизлучающей поверхности (многократно превышающая альтернативные источники) приводит к более равномерному распределению светового потока, насыщенный слой люминофоров на внутренней поверхности стеклянной трубки позволяет получить рассеянное  излучение, а спектральный состав световых волн, максимально приближенный к естественному, практически не искажает цветопередачу и не дает стробоскопического эффекта. Так, фактическая освещенность поверхностей по усредненным значениям составила 308±18,2 лк. Коэффициенты отражения потолка, стен, рабочих поверхностей и пола составили 0,82; 0,61; 0,42 и 0,2 соответственно. Коэффициент равномерности освещенности составлял 87,4±6,8% (максимальный, по сравнению с другими источниками).  Наименьшую эффективность показали лампы накаливания. Фактическая освещенность при их использовании составили 246±16,6 лк, что на 20% ниже, чем в группе II, а коэффициент равномерности освещенности составлял 76,2±6,1%. Светодиодные лампы были использованы всего в 4 помещениях. Эффективность их применения достаточно высока (группа III). Говорить о репрезентативности полученных результатов рано, однако использование светодиодов представляется авторам весьма перспективным направлением и требует дальнейшего изучения.

Важным параметром в процессе создания условий эффективного искусственного освещения является светопроницаемость осветительной арматуры. Помимо качества материалов, используемых в ее производстве, на процесс излучения существенное влияние имеют загрязняющие факторы. Для подтверждения данного тезиса нами было проведено специальное исследование. В девяти однотипных школьных классах, где в качестве источников искусственного освещения использовали люминесцентные лампы, изначально были произведены замеры общей освещенности (базовый уровень). Средние показатели составили 301,8±16,9 лк. Затем, непосредственно в нашем присутствии, произвели демонтаж элементов осветительной арматуры (защитные рассеивающие экраны), влажную очистку от загрязнений внутренней и внешней поверхностей, монтаж на штатные позиции. Повторно замерили уровень общей освещенности. В результате получили средние показатели, составившие 337,9 ±17,3 лк. Таким образом, удаление загрязнений с осветительной арматуры позволили увеличить уровень общей освещенности на 12%, что является ощутимым фактором для снижения нагрузки на зрительный анализатор и работу ЦНС в целом участников образовательного процесса.

В результате проведенного исследования было показано, что независимо от типа применяемых источников искусственного освещения в классах общеобразовательных учебных заведений города Астрахани, общий уровень освещенности соответствовал гигиеническим требованиям и нормативам. Отмечена наибольшая распространенность газоразрядных ламп при освещении образовательных помещений, определены перспективы альтернативного использования светодиодных источников освещения, а также разработаны рекомендации по повышению эффективности искусственного освещения за счет своевременной очистки осветительной арматуры от загрязнений.