Iluminatul natural şi artificial are o importanţă măre în creşterea şi dezvoltarea normală a copiilor. O însemnătate deosebită are şi acţiunea energiei solare asupra organismului în creştere. Radiaţiile solare care ating suprafaţa pământului constituie radiaţii infraroşii (59%), raze vizibile (40%) şi ultraviolete(1%)
Razele infraroşii penetrează adânc tegumentele, manifestând astfel un efect termic, caloric, ce contribuie la creşterea temperaturii şi a matabolismului ţesuturilor, provoacă o hiperemie a pielii.
Razele vizibile în afară de acţiunea termică manifestă o acţiune fotochimică asupra pigmenţilor retinali, provocând reacţii biochimice specifice - generează retinei energie, care la rândul său dă senzaţia de lumină. S-a stabilit că în urma acţiunii fotochimice în retină se mai sintetizează substanţe de tipul neuromediatorilpr, care înlesnesc funcţia hipofizei şi a celulelor sistemului nervos central şi ca rezultat sporeşte metabolismul, se îmbunătăţesc starea emotivă şi subiectivă a organismului, tonusul vital.
În afară de aceasta, lumina este un excitant pentru cortexul cerebral, activizând astfel funcţia vizuală şi a întregului sistem nervos central. Acţiunea razelor luminoase este determinată şi de. componenţa spectrală, posedând o influenţă psihofiziologică. Astfel, culorile roşie, portocalie, galbenă se asociază cu soarele şi dau o senzaţie de căldură. Culoarea roşie excită, cea galbenă - tonifică, ridică dispoziţia şi capacitatea de muncă. Culorile albastră şi violeta par a fi reci. Culoarea bleu are o acţiune calmantă, albastră şi violetă - o acţiune deprimantă, culoarea verde se consideră neutră, deoarece se asociază cu verdeaţa.
Radiaţia ultravioletă în funcţie de frecvenţa de undă (diapazonul A, B, C) are o acţiune foarte variată. Energia radiaţiei ultraviolete în special din diapazonul B manifestă o acţiune fotochimică puternică, în urma căreia se formează substanţe biologic active (colină, acetilcolină, substanţe histaminice), care activează sistemul simpatico-adrenal, stimulează procesele metabolice şi trofice. Acţiunea stimulentă se manifestă prin sporirea hiperplaziei şi regenerării ţesutului, creşterea hematopoiezei, imunogenezei, rezistenţei organismului la agenţii patogeni toxici, cancerigeni, capacităţii de muncă.
In afară de aceasta, razele din diapazonul B acţionând asupra straturilor superficiale ale tegumentului contribuie la sinteza colecalceferolului, fapt ce denotă că aceste raze au o acţiune antirahitică, asigurând o osificare normală a scheletului. E cunoscută acţiunea bactericidă asupra compuşilor nucleici ai microbilor, totodată s-a constatat că cea mai mare şi mai pronunţată forţă bactericidă o posedă razele din diapazonul C. Acest fenomen prezintă un factor igienic considerabil care contribuie la ameliorarea mediului ambiant. Una din reacţiile de protecţie ale organismului în perioada de adaptare la acţiunea radiaţiei solare este induraţia pielii, şi pigmentarea ei (formarea melaninei).
Din punct de vedere igienic iluminatul raţional e necesar pentru funcţia normală a aparatului vizual. Funcţiile vizuale (acuitatea vizuală, sensibilitatea la contrast, viteza perceperii vizuale şi stabilitatea vederii clare) variază în raport cu intensitatea iluminatului - scad considerabil în condiţiile unui iluminat insuficient şi se îmbunătăţesc odată cu creşterea nivelului lui. In afară de aceasta iluminatul raţional influenţează pozitiv asupra sistemului nervos central, sporeşte capacitatea de muncă şi calitatea lucrului, micşorează oboseala.
În condiţii de iluminare excesivă sau deficitară sporeşte încordarea aparatului vizual şi a sistemului nervos central, scade randamentul lui, se instalează oboseala vizuală într-un timp mai scurt şi se poate ajunge la unele manifestări acute sau cronice - miopie, fototraumatism retinal, nistagmus.
Rezultatele cercetărilor oftalmologice şi igienice an constatat că la o mare parte din elevi (20-30%) către finalizarea procesului de instruire în şcoală acuitatea vizuală scade şi apare o stare patologică-miopia. Pe parcursul şcolarizării, odată cu vârsta, creşte nu numai procentul elevilor cu miopie, dar şi gradul patologic al acesteia. Totodată insuficienţa radiaţiei solare se reflectă negativ asupra sănătăţii - scade posibilitatea adaptogenă, rezistenţa organismului faţă de agenţii patogeni, infecţioşi, se modifică metabolismul calciului şi al fosforului etc.
Iluminatul natural
Rezultatele cercetărilor fiziologice au demonstrat că cea mai mare productivitate a muncii şi cea mai mică oboseală se constată atunci, când încăperile sunt iluminate cu lumină naturală, care pătrunde în ele prin geamuri. La lumina zilei culorile se percep mai bine.
Pentru a preveni efectele nocive ale excesului de lumină naturală una din măsurile importante este planificarea şi construcţia corectă a localităţilor, a instituţiilor pentru copii şi adolescenţi, în primul rând, a orientării optime a ferestrelor spre punctele cardinale.
In toate zonele climaterice orientarea spre sud şi sud-est a ferestrelor tuturor încăperilor, afară de bucătărie, este cea mai indicată. În condiţiile de orientare optimă a ferestrelor încăperile sunt suficient . însorite şi aerul nu se supraîncălzeşte. Dacă ferestrele sunt orientate spre vest şi sud-vest atunci în jumătatea a doua a zilei (primăvara, toamna) razele solare pătrund abundent şi însoresc îndelungat încăperile, creează condiţii nefavorabile de microclimă, care influenţează negativ asupra procesului de termoreglare, muncii vizuale, capacităţii de muncă.
Una din măsurile de protejare a încăperilor de insolaţie este utilizarea instalaţiilor de protecţie (viziere, jaluzele, lamberchine ş.a.). Deşi sticla geamurilor reţine într-o mare măsură razele solare, totuşi, acţiunea tonizantă şi bactericidă a lor rămâne destul de mare.
Intensitatea radiaţiei ultraviolete creşte în cazul efectuării aeraţiei intensive, de aceea în toate încăperile instituţiilor pentru copii şi adolescenţi, cu toate că există un sistem de ventilaţie, la ferestre sunt prevăzute oberlihturi.
Cu scopul de a preveni efectele nocive ale excesului de lumină este necesar ca în încăperile instituţiilor pentru copii şi adolescenţi să fie create condiţii optime pentru activitatea aparatului vizual. Iată de ce iluminatul natural trebuie să aibă o intensitate maximă, să fie uniform, să nu orbească ochii şi să nu supraîncălzească aerul.
Unul din indicii care caracterizează mai deplin iluminatul natural se consideră coeficientul de iluminare naturală (CIN)- Acest coeficient are o valoare constantă, nu se modifică sub influenţa anotimpului şi a condiţiilor atmosferice. El exprimă raportul în procente dintre iluminatul (în lucşi) în încăpere şi iluminatul exterior şi conform normelor de proiectare în camera de grupă, dormitor, cabinetul medical, izolator, sala de muzică şi gimnastică trebuie să fie nu mai mic de 1,5%, în camera de primire - 1%. In şcoli, şcolile-internat la locurile de lucru cele mai îndepărtate de ferestre CIN trebuie să constituie nu mai puţin de 1,5%, în cabinetele de desen - 2%. Din punct de vedere ştiinţific, CIN de 1,5 - 2,0% este insuficient, deoarece studierea funcţiei aparatului vizual în diferite condiţii a demonstrat că starea funcţională a lui şi a sistemului nervos central este considerată cea mai optimală atunci, când nivelul iluminatului natural constituie 600 - 1200 lucşi. Aşadar, în încăperile unde munca îndeplinită necesită o funcţie sporită a aparatului vizual, iluminatul trebuie să aibă o intensitate mai mare de 600 lucşi, stabilind astfel necesitatea valorii CIN în încăperile de grupă de 2,9-5,8% în zona I climaterică; 2,6-5,7% - în zona a II-a; 2,5-5,7% - în zona a III-a şi 1,5-3,1% - în zona a IV-a.
Iluminatul natural depinde de mulţi factori, în primul rând de numărul, mărimea şi configuraţia ferestrelor. Cu cât suprafaţa sticloasă a lor va fi mai mare, cu atât încăperea va fi mai luminoasă. Suprafaţa ferestrelor nu poate depăşi o anumită limită, deoarece va suferi termoreglarea încăperii. Se normează raportul suprafeţei sticloase a geamurilor către suprafaţa încăperii - coeficientul de luminozitate (CL). În încăperile principale ale instituţiilor pentru copii şi adolescenţi acest indice trebuie să fie nu mai mic de 1:4, în celelalte, unde copiii se află mai puţin timp şi nu au loc activităţi cu solicitarea intensă a aparatului vizual (camera de primire, încăperile de recreaţie), el poate fi mai mic -1:5-1:6. Paralel cu suprafaţa ferestrelor este importantă aşezarea acestora, construcţia lor.
Ele trebuie să aibă o formă dreptunghiulară, partea superioară să fie cât mai sus către tavan, Înălţimea pervazului de jos al ferestrei trebuie să le asigure copiilor posibilitatea de a-şi îndrepta privirea într-un punct îndepărtat din spaţiul extern cu scopul de a. permite odihna ochilor. În instituţiile preşcolare pervazul de jos al ferestrelor se stabileşte la o înălţime de 50-60 cm, în şcoli - de 70-80 cm.
Peretele intermediar dintre ferestre scade considerabil nivelul iluminatului natural. De aceea se admite ca lăţimea lui să nu depăşească 0,5 m Trecerea la metoda industrială de construcţie care prevedea unificarea construcţiei clădirilor a contribuit la reducerea înălţimii încăperilor până la 3 m, ca urmare înrăutăţindu-se iluminatul natural. In legătură cu acest , fapt mai frecvent au început să fie construite instituţii preşcolare şi şcoli cu geamuri neîntrerupte în formă de panglică.
S-a constatat că în încăperile de configuraţie dreptunghiulară din aceste clădiri se creează un microclimat nesatisfacător şi condiţii extrem de nefavorabile pentru activitatea aparatului vizual - se remarcă un iluminat natural foarte neuniform (de la 150 până la 30000 lucşi), o luminozitate şi o strălucire excesivă a suprafeţei obiectelor. Astfel de încăperi, cum sunt camerele de grupă, dormitoarele, clasele, cabinetele, sala de sport necesita instalarea dispozitivelor de protecţie contra acţiunii nefavorabile a radiaţiei solare. In încăperile cu configuraţie pătrată (orientate spre sud), datorită faptului că au o adâncime mai mare, condiţiile microclimaterice şi de iluminare sunt ceva mai bune, însă şi în acest caz se cere instalarea dispozitivelor de protecţie, mărirea suprafeţei încăperilor acestora până la 64 m2.
Pentru a asigura un iluminat suficient adâncimea camerelor trebuie să nu depăşească de 2 ori distanţa de la podea până la pervazul de sus al ferestrei. În acest caz din punctul cel mai îndepărtat de la peretele cu ferestre se vede bolta cerească. Dacă adâncimea încăperilor e mai mare de 6-6,5 m e necesar ca ferestrele să fie plasate bilateral.
Iluminatul natural al unui punct dat dintr-o încăpere depinde în principiu de porţiunea de cer liber de la care pătrunde lumina şi este determinat de amplasarea unor obstacole în faţa ferestrelor - clădiri, arbori etc. Amplasarea lor prea aproape reduce fluxul de lumină naturală din încăperi. Raportul dintre înălţimea clădirii din faţa ferestrei şi distanţa de la ea până la clădirea instituţiei pentru copii şi adolescenţi (coeficientul de umbrire) trebuie să constituie 1.2-1:3. Cea mai optimală este valoarea acestui coeficient de 1:5 - în acest caz umbra clădirii învecinate practic nu cade pe instituţia pentru copii şi adolescenţi. Arborii înalţi trebuie să se afle la o distanţă de cel puţin 10 m de la clădirea instituţiei. înaintea faţadei principale nu se recomandă sădirea lor.
Iluminatul unei încăperi mai depinde şi de condiţiile proprii ale acesteia - finisarea, numărul şi curăţenia geamurilor, amplasarea ghivecelor cu flori pe fereastră, prezenţa storurilor, culoarea mobilierului. Un rol de seamă în iluminarea încăperilor are culoarea pereţilor, tavanului, pardoselii, mobilierului. Ea trebuie să asigure un coeficient înalt de reflectare şi să realizeze un contrast şi o strălucire favorabilă între suprafeţele din câmpul vizual. Cu cât culorile sunt mai deschise, cu atât se absoarbe mai puţină lumină şi iluminarea va fi mai mare.
Coeficientul de reflectare al tavanului, al ramelor uşilor şi ferestrelor trebuie să fie nu mai mic de 0,7, partea de sus a pereţilor - 0,6, a lamhriului - 0,5, a utilajului şi mobilierului - 0,35, a podelei - 0,25. Folosirea corectă a coloranţilor, ţinând cont de calităţile lor şi de destinaţia încăperilor, asigură un confort psihofiziologic optimal copiilor şi personalului. În încăperile de grupă, unde copiii citesc, scriu, desenează, se joacă, adică acolo unde se cere o activitate mai intensă a aparatului vizual, trebuie să fie create condiţii liniştite, calmante, care exclud excitarea sistemului nervos şi contribuie la menţinerea bună a activităţii vizuale.
Astfel, cele mai indicate culori pentru vopsirea pereţilor sunt galbenul, verdele, bejul de o intensitate slabă. Aceşti coloranţi pot fi adăugaţi suplimentar respectiv la alb, gri, gri-deschis pentru a obţine nuanţa respectivă. Culorile roşie, violetă, zmeurie, cafenie nu sunt favorabile pentru activitatea aparatului vizual. Este raţional ca poeţii încăperilor de grupă să fie vopsiţi de-a întregul - de la pardoseală până la tavan, deoarece o suprafaţă mai mare de nuanţă deschisă asigură o recepţie vizuală mai bună a acelor exponate (foarte diverse după formă şi culoare), care în instituţiile preşcolare ocupă o mare parte din perete, aceasta servind pentru ele ca fond.
Pe baza cercetărilor ştiinţifice specialiştii au ajuns la concluzia, că pentru formarea interiorului claselor, cabinetelor, laboratoarelor e raţional să se folosească coloranţi verde-deschis, galben, albastru-deschis, roz-deschis, dar în mod diferenţiat. Pentru interierul destinat elevilor din clasele mici se recomandă folosirea nuanţelor “calde” -roz-deschis, oranj-gălbui, pentru cei din clasele superioare - verde-deschis, albastru-deschis - culori “reci”.
Încăperile orientate spre nord trebuie vopsite în culori “calde” (roz, galben), cele orientate spre sud - în culori “reci” (albastru, verde). Se va ţine cont de faptul că culorile deschise şi “reci” contribuie ca încăperile să fie percepute nu numai mai răcoroase, dar şi mai voluminoase şi invers.
Pentru a crea condiţii igienice optime e necesar de a înainta anumite cerinţe nu numai faţă de nivelul ori intensitatea iluminatului şi uniformitatea lui, dar şi faţă de repartizarea favorabilă a nivelului de strălucire din câmpul vizual. Se recomandă următoarele corelaţii de strălucire: caiet-bancă - 4:1; tablă-caiet-1:5 - 1:6,5; caiet-fereastră -1:7; tablă-fereastră — 1:1,2. Băncile trebuie să fie de culoare deschisă cu o nuanţă mată.
O atenţie deosebită se acordă curăţeniei geamurilor, întrucât sticla prăfuită poate reţine 30-40% din razele de lumină. Acoperirea geamurilor cu storuri, plasarea pe pervaz a ghivecelor cu flori contribuie la reducerea nivelului iluminatului natural.
Iluminatul artificial
Pe parcursul anului de studii iluminatul natural în unele ore ale zilei este insuficient şi neajunsul lui este compensat de cel artificial. Iluminatul artificial folosit în instituţiile pentru copii trebuie să asigure o lumină uniformă şi difuză, să posede un nivel suficient de intensitate şi un spectru optim, să nu orbească ochii. Drept surse pentru iluminatul artificial al încăperilor se folosesc lămpile incandescente şi cele luminescente.
Cel mai mult corespund cerinţelor igienice lămpile luminescente, care dau un flux de raze identice cu cele naturale, de zi, sunt mai econome, au un randament mai mare (de 3-4 ori). În afară de aceasta ele nu încălzesc încăperile, au un nivel de strălucire mai mic, posedă o suprafaţă mai mare şi repartizează mai uniform fluxul de lumină în încăpere. Folosirea diverselor substanţe luminescente permite confecţionarea lămpilor cu un spectru foarte variat identic luminii naturale de zi; cu predominarea razelor albe, galbene, roşii şi galbene, albastre şi verzi. În conformitate cu particularitatea de spectru se face şi marcarea lămpilor luminescente - lămpi cu lumină naturală; de culoare albă de zi; albă-caldă de zi şi albă-rece de zi.
In încăperile instituţiilor pentru copii şi adolescenţi se recomandă folosirea lămpilor cu lumină naturală de zi, albă şi albă-caldă de zi.
S-a constatat că lumina artificială, a cărui spectru este apropiat de lumina naturală de zi, creează cele mai optime condiţii pentru munca vizuală la o iluminare intensă. Astfel, normele iluminatului încăperilor cu lămpi luminescente sunt mai mari decât pentru lămpile cu incandescenţă. Însă folosirea lămpilor luminescente are unele neajunsuri. Privind un obiect în mişcare sau în rotaţie se observă aşa-numitul “efect stroboscopic”, care constă în apariţia multor contururi ale obiectului privit. Pentru înlăturarea “efectului stroboscopic” lămpile se conectează în diferite faze.
O mare însemnătate în organizarea corectă a iluminatului artificial are alegerea şi instalarea corectă a corpurilor de iluminat - ele trebuie să corespundă cerinţelor de protecţie a muncii, să fie rezistente, trainice şi comode la exploatare.
Pentru iluminarea încăperilor principale ale instituţiilor pentru copii şi adolescenţi se recomandă folosirea corpurilor luminescente de tipul: corp luminescent de iluminare generală, corp luminescent de pod de iluminare generală, corp luminescent de pod cu lumină difuză, În ultimul timp destul de frecvent sunt folosite pe larg corpurile luminescente de pod unificate.
Din corpurile cu lămpi incandescente cele mai raţionale sunt cele inelare cu folosirea lămpilor cu puterea de 300 W, ce reprezintă un corp de iluminat cu lumină reflectata.
Pentru iluminarea încăperilor de studii de 50 m2 cu lămpi luminescente şi realizarea normelor stabilite de 300 lucşi se instalează 8 corpuri de iluminat, fiecare cu 2 lămpi de 80 W ori 12 corpuri -fiecare cu 2 lămpi de 40 W. Puterea totală în acest caz atinge 1280-960 W, iar cea specifică - 20-25 W/m2. Dacă sunt folosite corpuri de iluminat inelare cu becuri de incandescenţă de 300 W, atunci se instalează 8 corpuri, Ce realizează o putere totală de 2400 W, pe fiecare m2 revenind 48 W. Corpurile de iluminat se instalează în 2 rânduri cu distanţa dintre ele de 2,65 m de la pereţii extern şi intern - de 1,5 m, de la peretele din urmă - de 1,6 m, de la peretele pe care e instalată tabla -de 1,2 m. Tabla clasei trebuie iluminată cu 2 corpuri de iluminat luminescente de tipul PO-12. In alte încăperi şcolare, unde este necesar un nivel de iluminat mai mare, de exemplu, în cabinetul de desen sunt necesare lămpi luminescente de 500 lucşi, în atelierul de cusătorie -de 400 lucşi, e necesar de a crea o putere specifică respectiv de 32 şi 25 W/m2. Becurile luminescente trebuie să fie protejate.
În încăperile de grupă ale instituţiilor preşcolare cu suprafaţa de 62 m2, pentru realizarea nivelului de 200 lucşi e necesar ca puterea totală a lămpilor incandescente să constituie 900 W, iar cea specifică -15-18 W/m2. La folosirea lămpilor incandescente se instalează 8 corpuri de iluminat ce redau o putere totală de 1800 W, iar pe fiecare m2 - 30-36 W. Corpurile de iluminat se instalează tot în 2 rânduri, paralel cu ferestrele, cu distanţa dintre ele de 3,0 m.
In cazul când iluminatul natural al locurilor de muncă este insuficient, e necesar de a folosi lumina artificială. S-a constatat, că iluminatul mixt - natural şi artificial într-o corelaţie favorabilă de 2:1 influenţează pozitiv asupra organismului - favorizează funcţiile vizuale.