Оглавление Введение ................................................................................................................... 2 1 Общая характеристика естественного и искусственного освещения ............. 3 1.1 Понятие естественного освещения .............................................................. 3 1.2 Преимущества и недостатки естественного освещения ............................ 4 2 Искусственное освещение ................................................................................... 7 2.1 Традиционные источники света ................................................................... 7 2.2 Преимущества и недостатки искусственного освещения.......................... 8 3 Сравнительный анализ ...................................................................................... 11 4 Тенденции развития освещения ....................................................................... 14 Заключение ............................................................................................................ 16 Список использованных источников и литературы .......................................... 18 1 Введение Тема естественного и искусственного освещения привлекает все более широкий интерес и внимание современного общества. Сегодня мы живем в мире, где освещение играет ключевую роль в нашей повседневной жизни, оказывая существенное влияние на наше благополучие, производительность и здоровье. Актуальность данной темы проявляется в повседневных аспектах нашей жизни, начиная от улучшения условий освещения в домах и офисах до обеспечения безопасности на дорогах и создания комфортной атмосферы в общественных пространствах. Развитие новых технологий в области освещения также открывает новые перспективы для энергоэффективности и экологической устойчивости. Целью данного эссе является анализ и сравнение естественного и искусственного освещения с учетом их воздействия на человека, окружающую среду и общественные процессы. Для достижения этой цели ставятся следующие задачи: Изучение физических, психологических и социокультурных аспектов естественного и искусственного освещения; Анализ современных технологий и трендов в области освещения; Выявление преимуществ и недостатков каждого типа освещения; Обсуждение вопросов экологической устойчивости и энергоэффективности освещения. Объектом исследования является освещение в его различных формах и проявлениях, включая как естественное, так и искусственное освещение. Предметом исследования являются физические, психологические, социокультурные и экологические аспекты освещения, его воздействие на человека и окружающую среду. 2 1 Общая характеристика естественного и искусственного освещения 1.1 Понятие естественного освещения Когда мы говорим о естественном освещении, мы обращаемся к свету, который поступает в помещение из внешнего источника, прежде всего, от солнца. Рассмотрим более подробно его характеристики: [33] 1. Источники естественного света: Основным источником естественного освещения является солнечный свет. Кроме того, источниками могут быть и другие природные источники, такие как луна и звезды, но их влияние на освещение помещений невелико. 2. Спектральный состав: Солнечный свет состоит из различных цветов, образующих спектр от инфракрасного до ультрафиолетового. Этот спектр включает в себя все цвета видимого спектра, от красного до фиолетового, что делает его идеальным источником света для человеческого зрения. 3. Факторы, влияющие на естественное освещение: Естественное освещение подвержено воздействию ряда факторов, которые могут изменять его интенсивность и качество. Эти факторы включают в себя: Географическое положение: Расположение помещения относительно сторон света и географических широт влияет на количество и качество естественного света, которое попадает в помещение. Время суток: Солнечное освещение меняется в течение дня в зависимости от угла солнца и времени года. В разное время суток освещение может быть более интенсивным или менее ярким. Погодные условия: Облачность, туман, дождь и другие погодные явления могут существенно изменять интенсивность и равномерность естественного освещения в помещении. Архитектурные особенности помещения: Размеры окон, их ориентация, наличие солнцезащитных устройств и другие архитектурные детали также влияют на количество света, проникающего в помещение. 3 Учитывая эти характеристики, можно сделать вывод о том, что естественное освещение представляет собой богатый источник света, который обеспечивает комфортные условия для зрительной деятельности и обладает рядом уникальных преимуществ. 1.2 Преимущества и недостатки естественного освещения Преимущества естественного освещения заключаются в следующем: 1. Психологические и физиологические эффекты: Естественное освещение оказывает значительное влияние на психологическое и физиологическое благополучие людей. Повышение настроения: Естественное освещение способствует повышению настроения и улучшению эмоционального состояния людей. Дневной свет благотворно воздействует на синхронизацию циркадных ритмов человека, что способствует его бодрствованию и хорошему самочувствию. Улучшение концентрации и продуктивности: Естественное освещение способствует повышению концентрации, внимания и производительности. Исследования показывают, что люди, работающие в помещениях с естественным освещением, обычно демонстрируют более высокий уровень эффективности и качества работы. [28] Снижение стресса и уровня усталости: При наличии естественного освещения люди чувствуют себя менее напряженно и устало, что способствует снижению стресса и повышению общего комфорта в рабочей и жилой среде. 2. Энергоэффективность и экологическая безопасность: Естественное освещение также отличается высокой энергоэффективностью и экологической безопасностью. Энергосбережение: Использование естественного света позволяет существенно сократить энергопотребление, связанное с искусственным 4 освещением. Это ведет к уменьшению затрат на электроэнергию и снижению негативного воздействия на окружающую среду. Экологическая безопасность: Естественное освещение является более экологически безопасным вариантом, поскольку не требует использования источников электричества и не производит выбросов вредных веществ. Это способствует улучшению качества воздуха и снижению углеродного следа. [35] Таким образом, естественное освещение обладает рядом значительных преимуществ, включая положительное воздействие на психологическое и физиологическое состояние людей, а также высокую энергоэффективность и экологическую безопасность. Эти факторы делают его предпочтительным вариантом для создания комфортной и здоровой жилой и рабочей среды. В то же время, у естественного освещения можно выделить следующие недостатки: 1. Неопределенность условий освещения: Одним из основных недостатков естественного освещения является его переменчивость и неопределенность. Интенсивность и равномерность естественного света могут изменяться в зависимости от времени суток, погодных условий и других факторов. Например, в дождливый или облачный день интенсивность света может быть значительно ниже, что приводит к ухудшению видимости и уровню комфорта в помещении. Это может создавать трудности в планировании и организации деятельности в зависимости от изменяющихся условий освещения. 2. Зависимость от внешних факторов: Естественное освещение подвержено воздействию множества внешних факторов, которые могут оказывать негативное влияние на его качество и доступность. К таким факторам относятся метеорологические условия (облачность, туман, дождь), географическое расположение помещения, архитектурные особенности здания и т. д. Например, в помещениях, расположенных на северной стороне здания или в окружении высоких зданий, доступ к естественному свету может 5 быть ограниченным, что приводит к необходимости дополнительного искусственного освещения. [28] Таким образом, несмотря на свои преимущества, естественное освещение также обладает некоторыми недостатками, которые следует учитывать при его использовании. Понимание этих ограничений поможет разработать более эффективные стратегии освещения и обеспечить оптимальные условия для работы и проживания. 6 2 Искусственное освещение 2.1 Традиционные источники света Традиционные источники искусственного света долгое время были основным выбором для освещения помещений. Они включают в себя лампы накаливания и люминесцентные лампы. [11] Лампы накаливания - это один из старейших и наиболее распространенных видов искусственных источников света. Они работают на принципе нагревания нити из вольфрама, что вызывает излучение света. Лампы накаливания отличаются теплым светом, но имеют низкую эффективность и короткий срок службы по сравнению с современными технологиями. Люминесцентные лампы основаны на принципе флуоресценции, при котором электрический разряд в газе вызывает излучение ультрафиолетового света, который, в свою очередь, возбуждает фосфорное покрытие внутри лампы, вызывая излучение видимого света. Люминесцентные лампы эффективнее ламп накаливания и имеют более длительный срок службы, но они могут содержать ртуть и требуют специальной утилизации. С появлением новых технологий в области искусственного освещения, таких как светодиодные (LED) и галогенные лампы, возникла возможность создания более эффективных и долговечных источников света. [17] Светодиодные лампы: Светодиоды (Light Emitting Diodes, LED) стали одними из самых популярных источников света в современных осветительных системах. Они отличаются высокой эффективностью, долгим сроком службы, низким энергопотреблением и маленькими размерами. Кроме того, они доступны в различных цветовых температурах, что позволяет создавать разные атмосферы в помещениях. Галогенные лампы: Галогенные лампы являются улучшенным вариантом ламп накаливания, обладают более высокой яркостью и 7 эффективностью, а также более длительным сроком службы. Они обеспечивают яркий и направленный свет, что делает их идеальным выбором для некоторых приложений, таких как точечное освещение или подсветка. 2.2 Преимущества и недостатки искусственного освещения Преимущества искусственного освещения заключаются в следующем: 1. Регулируемость параметров освещения. Искусственное освещение обладает преимуществом в возможности регулировки различных параметров света в соответствии с потребностями и предпочтениями пользователей. [21] Яркость: Одним из основных параметров, который можно регулировать в искусственном освещении, является яркость света. С помощью диммеров или регулируемых светодиодных ламп можно легко изменять яркость света в зависимости от требуемой интенсивности освещения. Цветовая температура: Искусственные источники света позволяют также регулировать цветовую температуру света, от теплого желтого до холодного синего. Это особенно полезно для создания определенной атмосферы или подстройки освещения под различные виды деятельности, например, для чтения, работы на компьютере или отдыха. Направленность света: Другим важным параметром регулируемости является направленность света. Искусственные источники света, такие как направленные светодиоды или настольные лампы с гибкими панелями, позволяют точно настраивать направление света для максимального комфорта и эффективности. 2. Независимость от внешних условий. Искусственное освещение обладает значительным преимуществом в независимости от внешних условий, таких как время суток, погодные условия или географическое положение. [15] Доступность в любое время: В отличие от естественного освещения, которое ограничено временем суток и погодными условиями, искусственное 8 освещение доступно в любое время дня и ночи. Это позволяет обеспечить постоянное и надежное освещение в помещении в любых условиях. Стабильность освещения: Искусственное освещение обеспечивает стабильность и равномерность освещения в течение всего дня. Это особенно важно для обеспечения комфортных условий работы или проживания, особенно в помещениях без доступа к естественному свету. Гибкость и управляемость: Используя искусственное освещение, можно легко адаптировать условия освещения к изменяющимся потребностям и ситуациям. Это дает пользователям большую гибкость в создании оптимальной атмосферы и обеспечении комфортных условий для работы, отдыха или развлечений. В то же время, у естественного освещения можно выделить следующие недостатки: 1. Энергозатратность. Традиционные источники света, такие как лампы накаливания и люминесцентные энергоэффективностью. Это лампы, означает, что характеризуются низкой большая энергии, часть потребляемой этими источниками света, преобразуется в тепловую энергию, а не в световую, что приводит к ненужным потерям энергии и повышенным расходам на электроэнергию. [26] Высокие затраты на электроэнергию: Использование традиционных источников искусственного освещения может стать значительной статьей расходов для предприятий и домашних хозяйств из-за высоких затрат на электроэнергию. Это особенно актуально для больших офисных зданий, торговых центров и промышленных объектов, где требуется значительное количество искусственного освещения. Экологический след: Высокая энергозатратность искусственного освещения также имеет негативное воздействие на окружающую среду. Большая часть производства электроэнергии основана на источниках, таких как уголь и газ, что ведет к выбросу парниковых газов и загрязнению атмосферы. Поэтому использование энергозатратного искусственного 9 освещения ведет к увеличению углеродного следа и негативному воздействию на окружающую среду. 2. Ограниченный спектральный состав. В отличие от естественного света, который охватывает широкий диапазон цветов и длин волн, искусственные источники света могут иметь ограниченный спектр света, что может повлиять на качество освещения и визуальный комфорт. [25] Ограничения для зрительной деятельности: Искусственное освещение с ограниченным спектральным составом может оказывать негативное влияние на зрительное восприятие и комфорт человека. Некоторые люди могут испытывать усталость глаз при длительном пребывании в помещении с искусственным освещением из-за несоответствия спектра света естественному. Ограничения для фотосинтеза растений: Для сельскохозяйственных и городских растений также важен спектральный состав света. Искусственное освещение с ограниченным спектром может не обеспечивать необходимых условий для оптимального роста и развития растений, что может отрицательно сказаться на их здоровье и урожайности. 10 3 Сравнительный анализ Сравнение комфорта между естественным и искусственным освещением включает в себя оценку уровня удовлетворения пользователей условиями освещения и их ощущения комфорта в помещении. [16] Естественное освещение: Естественное освещение обычно ассоциируется с высоким уровнем комфорта благодаря своей природной приятности и естественной качественной освещенности. Оно создает более мягкие тени, природные переходы между светом и тенью, что способствует созданию уютной и приятной атмосферы в помещении. Искусственное освещение: Искусственное освещение обычно менее комфортно для глаз, особенно когда используются яркие и холодные световые источники. Однако современные технологии, такие как светодиоды, позволяют создавать искусственное освещение, приближенное к качеству естественного света, что повышает уровень комфорта пользователей. Оценка энергопотребления включает сравнение объема электроэнергии, потребляемой при использовании естественного и искусственного освещения. Естественное освещение: Естественное освещение не потребляет электроэнергию, поскольку является результатом естественных световых источников, таких как солнце. Это делает его наиболее энергоэффективным вариантом освещения. Искусственное освещение: В отличие от естественного, искусственное освещение требует потребления электроэнергии для работы и поддержания светового потока. Хотя современные источники света, такие как светодиоды, обладают высокой энергоэффективностью, общее энергопотребление искусственного освещения может быть значительным, особенно при использовании больших объемов в коммерческих и промышленных объектах. Сравнение влияния естественного и искусственного освещения на здоровье и производительность людей включает в себя анализ их 11 психологических и физиологических реакций на различные условия освещения. [8] Естественное освещение: Естественное освещение, благодаря своей природной приятности, способствует улучшению настроения, снижению уровня стресса и улучшению качества сна. Оно также стимулирует бодрствование и повышает энергию и концентрацию. Искусственное освещение: Искусственное освещение может оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на психофизиологическое состояние человека. Плохое качество освещения или недостаточная интенсивность света может приводить к усталости глаз, головным болям и ухудшению настроения. Сравнение влияния двух типов освещения на работоспособность включает в себя анализ производительности и эффективности работы при различных условиях освещения. [3] Естественное освещение: Исследования показывают, что естественное освещение может повысить производительность и эффективность работы, снизить количество ошибок и улучшить общее самочувствие работников. Искусственное освещение: Влияние искусственного освещения на работоспособность зависит от его качества и параметров, таких как яркость и цветовая температура. Хорошо спроектированное искусственное освещение может также способствовать улучшению производительности, но низкое качество освещения может иметь противоположный эффект. Оценка экологической устойчивости включает анализ воздействия естественного и искусственного освещения на окружающую среду и оценку их энергетической эффективности и экологического следа. [7] Естественное освещение: В отличие от искусственного, естественное освещение не имеет прямого негативного воздействия на окружающую среду, так как не требует использования электроэнергии и не производит выбросов парниковых газов. Более того, естественное освещение способствует снижению энергопотребления и уменьшению нагрузки на электросети. 12 Искусственное освещение: Искусственное освещение, особенно если используются энергоемкие источники света, может иметь негативное воздействие на окружающую среду из-за высокого энергопотребления и выбросов парниковых газов при производстве электроэнергии. Однако современные технологии, такие как энергоэффективные светодиоды, могут снизить этот негативный эффект и сделать искусственное освещение более экологически устойчивым. В целом, выбор между естественным и искусственным освещением зависит от конкретных условий использования, предпочтений пользователей и баланса между комфортом, энергопотреблением и экологической устойчивостью. 13 4 Тенденции развития освещения На основании полученной информации можно сделать предположения по дальнейшему направлению развития освещения. Современные технологии постоянно развиваются, открывая новые возможности для освещения. Среди ключевых инноваций можно выделить следующие: LED-освещение: Светодиодные лампы стали одним из наиболее популярных источников света благодаря своей энергоэффективности, долговечности и возможности создания разнообразных цветовых оттенков. Непрерывное развитие технологии LED приводит к улучшению качества света, увеличению яркости и снижению стоимости производства. Умное освещение: Системы умного освещения, управляемые с помощью смартфонов или других устройств, становятся все более распространенными. Они позволяют настраивать яркость, цветовую температуру и распределение света в помещении, обеспечивая максимальный комфорт и энергоэффективность. Экологические источники энергии: Развитие возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, стимулирует создание экологически устойчивых систем освещения. Использование солнечных батарей для подзарядки источников света и автономных светодиодных фонарей становится все более популярным. С появлением новых технологий и материалов открываются новые возможности для улучшения качества освещения: Развитие светоотражающих материалов: Использование специальных материалов и покрытий позволяет улучшить равномерность и интенсивность освещения в помещениях, уменьшить блики и отражения, что способствует созданию комфортной атмосферы. Исследования в области освещения: Улучшение цветопередачи и воспроизведения цвета в искусственном освещении является ключевой 14 задачей для создания более реалистичных условий освещения в помещениях, что важно для таких сфер, как художественное творчество, медицина и реклама. Разработка адаптивных систем освещения: Системы, способные адаптироваться к изменениям в окружающей среде и потребностям пользователей, становятся все более востребованными. Это включает в себя датчики движения, автоматическое регулирование яркости и цветовой температуры света в зависимости от времени суток и заданных параметров. В целом, инновации в технологиях и перспективы улучшения качества освещения направлены на создание более эффективных, комфортных и экологически устойчивых условий освещения как внутри помещений, так и на улицах. Эти тенденции подтверждают важность освещения в повседневной жизни и стремление к его непрерывному совершенствованию. 15 Заключение Проведенное сравнительное исследование позволило рассмотреть различные аспекты естественного и искусственного освещения и оценить их влияние на пользователей, энергопотребление и окружающую среду. Мы выяснили, что естественное освещение имеет свои уникальные преимущества, такие как высокий уровень комфорта и нулевое энергопотребление, но оно также ограничено в своей доступности и не всегда обеспечивает необходимую интенсивность освещения. С другой стороны, искусственное освещение обладает большей гибкостью в регулировке параметров освещения и доступно в любое время суток, но при этом требует электроэнергии для работы и может создавать менее приятные условия для глаз и здоровья. Исходя из проведенного сравнительного анализа, можно сделать следующие выводы: Комфорт и эффективность: Естественное освещение обеспечивает высокий уровень комфорта и природную качественную освещенность, в то время как искусственное освещение обладает большей гибкостью и регулируемостью параметров освещения. Энергопотребление и экологическая устойчивость: Естественное освещение более энергоэффективно и экологически устойчиво, но его доступность ограничена. Искусственное освещение требует электроэнергии и может оказывать негативное воздействие на окружающую среду, но современные технологии позволяют сделать его более энергоэффективным и устойчивым с экологической точки зрения. Дальнейшие исследования в этой области могут включать в себя: Исследование влияния освещения на здоровье: Дальнейшие исследования могут сосредоточиться на оценке влияния различных типов освещения на здоровье человека, включая физиологические и психологические аспекты. 16 Развитие энергоэффективных технологий: Исследования в области разработки и внедрения новых энергоэффективных технологий освещения могут способствовать снижению энергопотребления и улучшению экологической устойчивости. Оценка влияния освещения на производительность: Дополнительные исследования могут проводиться для изучения влияния различных условий освещения на работоспособность и производительность людей в различных сферах деятельности. В целом, дальнейшие исследования в области освещения могут способствовать разработке более эффективных, комфортных и экологически устойчивых систем освещения, что будет полезно для общества в целом. 17 Список использованных источников и литературы 1. СП 52.13330.2011 Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95. 2. Федеральный закон от 28.12.2013 N426–ФЗ (ред. от 01.05.2016) «О специальной оценке условий труда». 3. Оценка освещения рабочих мест. Методические указания. Ивановский НИИ охраны труда. Дата введения с 01 сентября 1998 г.- Иваново, 2002.- 47 с. 4. СанПиН 2.2.1/2.1.1. 2585-10. Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий. Изменения и дополнения №1 к СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03. 5. Справочная книга по светотехнике / под ред. Ю.Б. Айзенберга;- 3-е изд. -М.: Знак. 2006.- 972 с. 6. Трепененков Р.И. Альбом чертежей, конструкций и деталей промышленных зданий / Р.И. Трепененков. - М.: Стройиздат, 1980. 7. СНиП 23–05–95. Строительные нормы и правила РФ. Естественное и искусственное освещение. М.: Информрекламиздат, 1995. 8. Девисилов В.А. Освещение и здоровье человека //Безопасность жизнедеятельности / – М.: ООО «Издательство «Новые технологии», 2003. – №7. Приложение, с.12–13. 9. Безопасность технологических процессов. Справочник / С.В.Белов, В.С. Бринза, Б.С.Векшин и др. М.: Машиностроение, 1985. – с. 402–406. 10. Охрана труда в вычислительных центрах/Ю. Г. Сибаров и др. – М.: Машиностроение, 1990. – 192 с.: ил. 11. Справочная книга по светотехнике /Под ред. Ю.Б. Айзенберга. М.: Энергоатомиздат, 1995. 12. Безопасность жизнедеятельности : метод. указания по выполнению лабораторных работ / сост. М. М. Балашов. – Ульяновск : УВАУ ГА, 2007. – 80 с. 18 13. Безопасность жизнедеятельности : метод. указания по выполнению расчетно-графических работ / сост. Л. П. Кириченко. – Ульяновск : УВАУ ГА, 2002. – 23 с. 14. Белов, С. В. Безопасность жизнедеятельности : учеб. для вузов / С. В. Белов, А. В. Ильницкая, А. Ф. Козьяков; под общ. ред. С. В. Белова. – М. : Высшая школа, 2006. – 616 с 15. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования : СНиП 23-05-95. – Взамен СНиП II-4-79; введ. 01.01.1996. 16. Освещение искусственное в эксплуатационных предприятиях гражданской авиации : ГОСТ 54 72003-82. – Введ. 01.01.1984. 17. Светильники. Общие технические условия : ГОСТ 17677-82. – Введ. 27.07.1982. 18. Арустамов Э.А. Безопасность жизнедеятельности. – М.: 2004. – 356 с. 19. Безопасность жизнедеятельности. Под редакцией Л.А. Муравья. – М.: Юнити, 2004. – 431 с. 20. Иванов В.С. Охрана труда. — М., Просвещение, 2003. 21. Крылов В.К. Освещение производственных объектов. — М., ВЗИИТ, 1995. 22. Фролов А.В. Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда. – Ростов н/Д.: Феникс, 2005. – 736с. 23. Гераськина И.Н., Петров А.А. Непрерывное образование как условие сбалансированного развития социально-экономической системы // Педагогические параллели: материалы V Междунар. науч.-практ. конф.(14-20 мая 2018 года). СПб.: СПбГАСУ, 2018. С. 134-139. 24. Соловьев А.К. Световая отдача шедовых фонарей с чистым небом. Светотехника. 1989. № 8. 25. Данилюк А.М. Расчет естественного освещения. М. Стройиздат, 1941, - 142 с. 26. Гусев Н.М., Киреев Н.Н. Освещение промышленных зданий. М. Стройиздат. 1968, стр. 160. 19 27. Гусев Н.М., Федосихин Б.С. Методика определения эффективности системы естественного освещения в цехах с повышенным тепловыделением. Промышленная инженерия. 1974. № 7. 28. Ериванцев И.Н. Улучшение естественного освещения промышленных зданий. Промышленная инженерия. 1965. № 4. С.ЗЗ-36. 29. Безопасность жизнедеятельности.– 3-е изд., испр. и доп./ Под ред. С.В. Белова. – М.: Высшая школа, 2001. 30. Зак С.М., Пленсковский Ю.А. Монтаж светильников с газоразрядными лампами. – 3-е изд., доп. – М.: Энергоиздат, 1982. – 112 с. 31. Ериванцев И.Н. Прогнозирование световых характеристик прозрачных преград. Светотехника. 1993. № 5-6. 32. Хавалджи Г.И. Фотометрические свойства отложений пыли на светопропускающих ограждениях. Светотехника. 1992. №6. 33. Бахарев Д.В., Зимнович И.А. О светопропускании окон. Светотехника. 2007. №5. 34. В.М. Валов, И.Н. Марантиди, А.К. Шевченко и др. Соловьев. Исследование эксплуатационных характеристик фонарей в цехах метизного производства. Промышленная инженерия. 1976. № 1. С. 19-20. 35. Влияние недостаточной освещенности [Электронный на организм ресурс] человека. URL: https://vuzlit.ru/148180/vliyanie_nedostatochnoy_osveschennosti_na_organizm_ch eloveka 36. Измерение [Электронный освещенности в помещениях учебных ресурс] заведений. URL: http://www.axiomasveta.com/info/izmerenie_osveschennosti/ 20