Измерение и расчет коэффициента естественной освещенности

Определение КЕО

Аббревиатура КЕО расшифровывается как «коэффициент естественного освещения». КЭО показывает соотношение между уровнем внутренней естественной освещенности, создаваемой естественным светом в точке плоскости, и уровнем внешней освещенности, создаваемой естественным светом, падающим на горизонтальную поверхность. KEO отличается от изоляции.

Нормативные значения уровня освещенности

Для определения норматива уровня освещенности необходимо использовать данные таблиц приложения 9 СанПиН 2.2.4.3359-16, где зафиксированы значения этого показателя для различных рабочих ситуаций. При этом при определении значения норматива учитываются следующие факторы:

• характер освещения в помещении – естественный или комбинированный;
• направление падения светового потока – верхнее, боковое или комбинированное освещение;
• тип помещения, в котором проводятся работы.

Поэтому для получения требуемого значения показателя не нужно производить никаких расчетов: достаточно лишь зафиксировать перечисленные параметры и выбрать в таблице требуемый столбец, который будет соответствовать конкретному значению норматива.

Коэффициент светового климата

Второй составляющей расчета, используемой для определения величины КЭО, является так называемый световой климатический коэффициент, который определяется в зависимости от территориальной принадлежности предприятия, на котором проводятся расчеты. В частности, конкретные перечни таких территорий прописаны в приложении 10 СанПиН 2.2.4.3359-16. Всего в этой части настоящего нормативного закона выделено пять групп регионов по объему легких климатических ресурсов.

Так, например, в отдельную группу территорий входят территории со специфическими условиями освещенности в связи с их расположением в северных районах страны — Архангельской и Мурманской областях. Вторую группу составляют субъекты федерации, расположенные, наоборот, в южных регионах России — это Крым, Краснодарский край и другие близкие к ним территории. В оставшиеся три группы входят остальные субъекты Российской Федерации, некоторые из которых разделены по признаку их положения относительно определенной широты. В зависимости от принадлежности региона к той или иной группе, исходя из значений, установленных гигиеническими нормативами, определяют световой климатический коэффициент.

КЕО нормирование

По сути, КЭО – это некий стандарт, за соблюдение ТК работодатель возлагает ответственность, вовлекает работников в трудовую деятельность на заданных условиях. При этом, однако, законодатель учитывает, что в ряде случаев добиться необходимого уровня освещения бывает очень сложно, а иногда и невозможно, в силу объективных причин. В этих случаях допускается отказаться от уточнения значения этого параметра, которое производится путем умножения на световой климатический коэффициент, и напрямую использовать значения нормативов, указанных в приложении 9 СанПиН 2.2.4.3359-16. В частности, такая процедура определения достаточного уровня естественного освещения допускается в следующих случаях:

• территории, где средняя температура пяти самых холодных дней подряд в году меньше -28 градусов;
• помещения, которые согласно градостроительным требованиям имеют глубину, не позволяющую обеспечить заданный уровень освещенности;
• необходимость выполнения зрительной работы, относящейся к I, II и III разрядам, т.е предполагающей относительно высокие зрительные нагрузки.

От чего зависит коэффициент естественной освещенности

В первую очередь КЕО конечно зависит от площади проемов. Чем меньше отверстий, тем меньше света попадает. Еще одним фактором, влияющим на коэффициент, является качество стекла. Если стекло блокирует большую часть света (из-за низкого качества или загрязнения), это также ухудшает условия освещения.

Часть света, попадающего в комнату, отражается от находящихся в ней предметов. Чем больше отражательная способность внутренней среды, тем больше КЕО. Кроме того, необходимо учитывать ориентацию световых проходов по сторонам света, удаленность рабочих зон от проемов в стенах и окнах, а также близлежащие конструкции и предметы (деревья), перегораживающие части света небо.

Расчёт КЕО «классическим» способом.

Обычно замеры КЕО проводят два человека, один из которых замеряет освещение снаружи здания, а другой – внутри. При этом они должны проводить одновременные измерения, чтобы исключить колебания естественного освещения при расчете КЕО. Синхронизация измерений может быть выполнена:

• визуальные или голосовые команды;
• использование средств связи (радиостанции, мобильные телефоны и т.п);
• по заданным временным меткам для измерений.

Все эти методы имеют серьезные недостатки или ограничения в использовании (отсутствие визуального или голосового контакта, отсутствие радиосвязи, стоимость мобильных звонков, сложность синхронизации времени). Однако есть возможность значительно упростить измерения КЭВ, используя современные достижения электроники.

Автоматический расчёт КЕО люксметром еЛайт01

Режим автоматического измерения и расчета КЕО реализован в профессиональном приборе для измерения освещенности eLight01.

Реализация алгоритма автоматического измерения КЕО оказалась возможной благодаря тому, что вся работа по измерению и расчету освещенности в eLight01 выполняется внутри фотоголовки-люксметра eLight03. Мы оснастили фотоголовку eLight03 энергонезависимой памятью и литиевой батареей для автономной работы. В результате мы смогли реализовать следующий алгоритм измерения коэффициента дневного света:

1. оператор запускает непрерывные измерения освещенности в фотоголовке №1 (назовем ее так для простоты), при этом внутренние часы eLight03 №1 синхронизируются с часами пульта БОИ-01;
2. фотоголовка №1 запускает непрерывные автономные измерения освещенности с интервалом в 3 секунды, каждое измеренное значение освещенности и время его выполнения записываются в энергонезависимую память Свет03 №1;
3. фотоголовка № 1 размещается снаружи здания в месте, отвечающем требованиям по измерению КЭО (отсутствие прямых солнечных лучей, густая растительность и т.п.);
4. оператор с фотоголовкой №2 производит замеры естественного освещения внутри здания во всех интересующих его точках, с ОБЯЗАТЕЛЬНОЙ (!!!) записью каждой точки в память прибора;
5. по окончании измерений оператор возвращается к фотоголовке №1, подключает ее к пульту БОИ-01 и для каждого измерения естественного освещения внутри здания автоматически сравнивает соответствующее время измерения естественного освещения снаружи здания из памяти фотоголовки eLight03, после чего рассчитывается КЕО по формуле (1).

Где учитывается?

Фактор дневного света играет важную роль при проектировании освещения в различных зданиях. По этому показателю можно подобрать размеры окон, а также определить потребность в дополнительных системах освещения.

Требования показателя КЕО не могут быть одинаковыми для всех регионов страны, так как в городах наблюдаются разные погодные условия. В этом же полярном регионе очень важен свет в зданиях, так как на улице часто бывает темно даже днем, что связано с недостатком солнечного света. Поэтому прибегают к использованию искусственных источников, помогающих осветить помещение даже в условиях недостатка естественного света. Но в южных регионах России КЕО выше, поэтому есть возможность сэкономить на освещении здания. Летом все внутри помещения хорошо видно до позднего вечера.

Важно обеспечить достаточный уровень освещенности в муниципальных учреждениях, детских садах, школах, университетах, бизнес-центрах, компаниях, промышленных предприятиях, торговых центрах. Практически все здания социального, производственного или торгового типа должны быть хорошо освещены, особенно если в них много людей. Поэтому измерение солнечного света очень важно.

Как выбрать

Выбор освещения для помещения следует производить исходя из выбора системы освещения, определения количества света в соответствии с законодательными нормами, материала поверхностей стен и пола, типа и количества осветительных приборов и коэффициента пульсации. Важно отметить, что конечный результат будет зависеть от цвета самих светильников. Кроме того, существуют виды осветительных приборов, которые имеют плохое освещение, например лампы накаливания. Неплохим выбором будет в пользу люминесцентных и светодиодных приборов.

Примечание! Сегодня широко используются различные онлайн-калькуляторы, где уже заложены необходимые формулы. Все, что нужно сделать пользователям, это ввести свои значения или выбрать определенный тип прибора, а затем нажать соответствующие клавиши.

Еще одним альтернативным способом расчета всех необходимых данных будет использование профессиональной помощи электрика, который не только сможет подобрать освещение по санитарным нормам, но и порекомендует лампы, которые будут экономно потреблять электроэнергию. В результате пользователь получит не только грамотный расчет, но и дополнительное экономное использование светотехнического оборудования.

Читайте также: Как рассчитать освещенность квартиры?

Расположение осветительных приборов и их количество

Светильники можно размещать с учетом или без учета размещения рабочих мест.

Если за основу выбрана единая система освещения цеха, их размещают высоко от рабочих поверхностей и могут оборудовать дополнительными отражателями. Поток света иногда направлен не только вниз, но и вверх или в стороны.

При организации комбинированного освещения на каждом рабочем месте устанавливаются местные светильники.

Световой поток от блока местного освещения не должен попадать в поле зрения рабочего.

В качестве источника света в производственных помещениях могут использоваться разные типы ламп: люминесцентные (наиболее используемые), газоразрядные, накаливания.

О характеристиках светового потока лампы накаливания читайте в статье.

Расчет люминесцентного освещения сводится к определению количества рядов светильников и их количества в каждом ряду. При разработке проекта освещения с использованием других типов ламп (разрядных, накаливания) количество ламп известно, мощность одной лампы определяется расчетным путем.

Индекс освещения помещения

Это еще один очень важный параметр, для правильного расчета которого нужно использовать формулу i = (AB) / (h * (A + B)), где A и B — длина и ширина помещения, а h — высота от лампы до потолка.

Это будет Вам интересно Особенности люстры с пультом управления

В общем случае коэффициент использования светового потока – это величина, характеризующая мощность солнечного излучения источника, выраженная в люменах. Показатель освещенности помещения за счет коэффициента измеряется с помощью люминометра и формул, основная часть которых Фu = Km*V*Фe.

Световой коэффициент (СК)

Операционные, родильные залы, раздевалки 1:4-1:5

Палаты, кабинеты врачей, 1 манипуляционная и др. 1:5 — 1:6

Коэффициент дневного света (KEO) Эксплуатация 2,5 %

Лечение 1,5 %

Палата, кабинет врача 1,0 %

Гигиеническая оценка естественного освещения. Гигиеническую оценку естественного освещения помещений проводят на основе знания проектов зданий и их осмотра в натуре.

Оценено:

• ориентация окна;
• затемнение соседних зданий, сооружений (нормируемое расстояние между фасадами зданий — две с половиной высоты самого высокого из них или не менее 25 м; между торцами — не менее 15 м):
• расстояние от верхнего края окна до потолка (норма — не более 30 см):
• высота подоконника (норма — не более 90 см);
• расстояние между окнами (норма — не более полутора ширины окна);
• площадь оконных рам и переплетов (норма не более 25% от общей поверхности окна);
• затенение окон шторами;
• качество и чистота стекла;
• покраска стен, потолков, полов и мебели;
• наличие высоких цветов на подоконниках.

Для гигиенической оценки достаточности естественного освещения помещений определяют геометрические и световые показатели.

К геометрическим показателям относятся: световой коэффициент, угол падения и угол отверстия.

Световой коэффициент (ЛК) – это отношение площади остекленной поверхности окон к площади пола. В учебных кабинетах, операционных должно быть не менее 1:4 — 1:5, в больничных палатах — 1:5 — 1:6, в жилых помещениях — 1:8 — 1:10. Однако этот показатель не учитывает многих факторов, которые могут повлиять на степень освещенности. Этот недостаток компенсируется измерением угла падения и угла отверстия.

Угол падения показывает угол, под которым световые лучи падают на рабочую поверхность (чем больше угол, тем выше освещенность). Угол падения АВС образован двумя линиями, одна из которых горизонтальная, проведенная от точки назначения до нижнего края окна, а другая проведена из той же точки до верхнего края окна (рисунок). Для определения угла падения измеряют высоту стола, на котором будут производить наблюдение, ставят отметку найденной высоты на стене возле окна и определяют расстояние от нее по горизонтали до центральной точки рабочего места и по вертикали до верхнего края окна (CA).

Рисунок. Углы освещения: ABC — угол падения; ABD – угол отверстия.

Эти отрезки наносятся на бумагу в уменьшенном масштабе, а их крайние точки соединяются диагональю. Угол АВС и будет углом падения, который можно определить с помощью транспортира. Угол ABC можно определить и с помощью таблиц натуральных значений тригонометрических функций (тангенсов), зная, что tg Z ABC = AC/BC.

Угол падения рабочей поверхности должен быть не менее 27°.

Угол наклона отверстия дает представление о размерах неба и непосредственно освещает исследуемую область (чем больше площадь неба, видимая из окна, тем лучше естественное освещение). Угол раскрытия АВД образован двумя линиями, одна из которых (верхняя) идет от места определения освещенности до верхней кромки окна, а другая (нижняя) идет до высшей точки экран напротив здания. Угол отверстия определяется следующим образом: мысленно проведите прямую линию от поверхности парты до самой высокой точки противоположного дома. Другой человек, стоя у окна, отмечает на раме точку этой воображаемой линии, через которую она проходит (точка D). Угол отверстия также определяют с помощью транспортира или таблицы касательных: ZABfl=ZABC — /ICE; tg ZflBC= DS/VS.

Угол отверстия должен быть не менее 5″

Световые показатели включают в себя коэффициент естественной освещенности.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) представляет собой отношение между освещенностью в данной точке помещения и одновременной наружной освещенностью в условиях внешней освещенности, выраженное в процентах. КЕО определяют экспериментально с помощью люксметра и производят расчет по формуле:

где Е1 — горизонтальная освещенность внутри помещения; Е2 — освещение горизонтальной плоскости снаружи здания.

В учебных кабинетах, операционных КЕО должно быть не менее 1,5%, в жилых помещениях, больничных палатах – не менее 0,5%.