Светотехническое проектирование по правилам

Зачем измерять освещённость?

Ученые доказали, что плохой (или наоборот, слишком хороший) свет через сетчатку влияет на рабочие процессы нашего мозга.

В результате свет влияет на психологическое состояние человека: если света недостаточно, он чувствует подавленность, снижение работоспособности, сонливость; если свет слишком яркий, он способствует возбуждению, подключению дополнительных ресурсов в организме, что вызывает повышенный износ. Оба одинаково вредны.

Если свет подобран правильно, производительность труда на рабочем месте можно повысить на 25-30 % за счет улучшения освещения%.

Равномерность освещения.

Равномерность распределения освещенности (яркости) U0 представляет собой отношение минимального значения освещенности (яркости) к среднему значению освещенности (яркости):

U0= Emin/Еср (U0 = Lmin/Lср) (СП52.13330.2016, п.3.69)

Чтобы избежать перепадов освещенности и яркости предметов в поле зрения, освещение в помещении или на улице должно быть хотя и несовершенным (а в идеале оно и несовершенным), но относительно равномерным. Это важно и для помещений, где фактически нормируется средняя световая характеристика, а не минимальная (например, наружное освещение).

При проектировании освещения (искусственного) следует учитывать, что в СП.52.13300.2016 равномерность нормируется для следующих видов освещения:

• Освещение складских и производственных помещений.

Освещение предприятий и рабочих мест вне зданий

• Освещение улиц, дорог и площадей (в т.ч трамвайных путей) — здесь необходимо учитывать, что нормируется не только освещение, но и яркость.

Освещение пешеходных зон, подземных и надземных пешеходных переходов

Освещение автомобильного туннеля

Освещение путей эвакуации (нормируется также равномерность яркости эвакуационных знаков)

Отличие Освещенности и Светового потока

Сегодня на рынке светотехники существует большая путаница с техническими параметрами, такими как световой поток (измеряется в люменах (Lm) и освещенность (измеряется в люксах (Lx). Большинство людей при выборе светильников учитывают световой поток (Лм — указывается на упаковке каждого светодиодного светильника).), а не о требованиях к освещению.Чаще всего учитывается суммарный световой поток светильника или светодиодов, без учета световых и тепловых потерь.

Световой поток можно измерить только в специальной лаборатории, даже подручными средствами это сделать невозможно! В нормативных документах есть понятие световой поток, но конкретных требований к нему нет.

Измерить освещение может любой желающий самостоятельно, без сложного оборудования Что такое освещение?

Освещенность – это величина отношения светового потока к площади, на которую он падает. При этом он должен падать на эту плоскость точно перпендикулярно. Измеряется в люксах, люкс (лк).

Нормативы

До недавнего времени в России для измерения освещения руководствовались межгосударственным стандартом измерения освещения — ГОСТ 24940-96. В данном ГОСТе используются такие понятия, как: освещенность, средняя, ​​минимальная и максимальная освещенность, цилиндрическая освещенность, коэффициент естественной освещенности (КЕО), коэффициент безопасности, относительная спектральная световая эффективность для монохроматического излучения.

В 2012 году в России введен собственный национальный стандарт измерений освещенности ГОСТ Р 54944-2012 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности».

В этом ГОСТ к тем, что были ранее, добавлены новые понятия: полуцилиндрическое освещение, аварийное освещение, резервное освещение, эвакуационное освещение, аварийное освещение, рабочее освещение.

В 2016 г были изменены нормативы — СП 52.13330.2016, которые после обновления в 2011 г претерпели незначительные изменения, например:

• по пункту 4.1 теперь нормируется именно средняя освещенность, а не минимальная;
• в разделе 7.3.1 указано, что в образовательных учреждениях запрещается использовать светодиодные осветительные приборы;
• раздел 7.6.9 определяет новые стандарты размещения знаков безопасности эвакуации;

Читайте также: Расстояние между столбами освещения и ЛЭП: в городе и на трассе по ГОСТу

Параметры для оценки освещенности

Световые волны как один из видов электромагнитных волн характеризуются длиной и частотой колебаний, которые связаны со следующими математическими условиями:

В = с/&

где А — длина волны; м; s – скорость распространения света, 300 000 км/ч; частота колебаний, Гц (1 Гц соответствует колебанию в 1 с). Сила света измеряется в канделах (кд). 1 кд соответствует V60 интенсивности света, излучаемого в перпендикулярном направлении поверхностью абсолютно черного тела площадью 1 см2 при температуре затвердевания платины 1760°С.

Освещенность измеряется в люксах. Люкс (лк) — освещенность поверхности, на каждый квадратный метр приходится световой поток, равный одному люмену (лм):

1 лк = 1 ч/1 м2.

Люмен — это световой поток, излучаемый в пределах полного угла в 1 стер источником, яркость которого равна 1 св; находится как отношение площади освещения к квадрату расстояния до источника света. Если поверхность освещается несколькими источниками, создающими на ней освещенность ?,, Е2 и т д., то общая освещенность поверхности Е будет равна их сумме.

Коэффициент пульсации. Изменение условий освещения помещений вызывает адаптацию органов зрения, в основе которой лежат физиологические и фотохимические процессы, приводящие к изменению чувствительности зрения. Частые и резкие изменения условий освещения влияют на физическое состояние организма человека.

Скорость различения и устойчивость четкого видения предметов также зависят от уровня освещенности. Скорость различения особенно высока при освещенности 400-500 лк, устойчивость четкого зрения соответствует освещенности 130-150 лк.

Важными факторами, которые необходимо учитывать при определении освещенности помещений, являются цветовые решения интерьера и разница яркости наблюдаемого объекта и фона, на котором рассматривается объект. Таким образом, яркостной контраст зависит от уровня освещенности: чем ниже освещенность, тем больше должен быть контраст. Яркость фона определяется количеством отраженного света, воспринимаемого человеческим глазом.

Виды освещения

Освещение обеспечивается расположением окон и установкой светильников.

В одних случаях требуется равномерное освещение помещений, в других освещение рабочих мест должно быть стандартным, а освещение всего помещения может быть в два-три раза меньше. Это зависит от назначения помещения и достигается применением определенных видов светильников и их расположением, которое предусмотрено проектом. Освещение бывает естественным и искусственным.

Естественное освещение

Источниками естественного света являются:

• солнце,
• луна (точнее, отражаемый ею свет),
• рассеянный свет с неба (это не просто поэтическое название, термин, используемый в протоколах измерения освещенности).

Естественное освещение помещений зависит от:

• от района, где расположено здание. СНиП определяет понятие светового климата — так называют характер изменения освещения на открытом воздухе в течение суток, месяца, года. Светлый климат напрямую зависит от географической широты местности и высоты над уровнем моря.
• от ориентации здания,
• от удаленности здания от заслоняющих предметов;
• от расположения световых проёмов и их размеров:Расположение: Для лучшего освещения наиболее удаленных точек помещения необходимо, чтобы верхний край светового проема был как можно выше поднят над уровнем пола, а наиболее удаленная от окна точка находилась на расстоянии, не превышающем удвоенной высоты верхнего края проема над полом.

  Размер: В жилых и служебных помещениях требования к размерам световых проемов иные: в жилых помещениях — 1:8 по отношению к площади освещаемого пола, в служебных и административных помещениях — не менее 1:10. Размер светового проема равен площади проема минус 15% площади, приходящейся на оконные блоки.

На основании всех этих факторов помещение имеет определенный уровень освещенности, который характеризуется коэффициентом естественной освещенности (КЕО), представляющим собой отношение освещенности внутри помещения (Lx) к одновременной освещенности снаружи (Lx), измеряется в процентах (%)

Коэффициент естественной освещенности для жилых и общественных зданий и производственных помещений с боковым освещением зависит от точности выполняемых работ и изменяется от 1,5 до 2, а для помещений с черновыми работами КЭО = 0,5. При накладном и комбинированном освещении в соответствии со СНиП этот коэффициент варьируется от 2 до 7.

Искусственное освещение

Источники искусственного освещения — все осветительные приборы (светильники, светильники, светодиодные ленты)

При определении эксплуатационных характеристик искусственного освещения необходимо учитывать

• легкая сила,
• даже освещение,
• отсутствие резких теней и блеска.

Нормы освещения устанавливаются СНиП в зависимости от назначения помещений и проводимых в них работ.

Коэффициент эксплуатации

(обратно пропорциональна коэффициенту запаса SC, использовавшемуся ранее)

При планировании освещения на стадии проекта важно не забывать, что в процессе эксплуатации любой осветительный прибор может уменьшать создаваемое им освещение. Чтобы компенсировать это снижение, в конструкцию вводится коэффициент эксплуатации (EF).

КЭ для искусственного освещения учитывает:

• загрязнение
• неустранимое изменение отражательных и пропускающих свойств оптических элементов
• уменьшение светового потока
• выход из строя источников света
• загрязнение поверхностей в помещениях, наружных стен здания или сооружения, проезжей части или улицы.

КЭ для дневного света учитывает:

• загрязнение и старение светопрозрачных пломб в световых проемах,
• снижение отражающих свойств поверхностей в помещении. Например, при обеспыливании ограждающих поверхностей в лабораториях освещение снижается на 10 % в год, в деревообрабатывающих цехах на 30 % за полгода.

Измерение освещенности рабочих мест проводят совместно с измерениями уровня шума, запыленности и загрязнения, вибрации — по СанПиН (санитарным правилам и нормам).

Измерение освещённости производят ЛЮКСОМЕТРОМ(от Люкс)

Люксометр — передвижной переносной прибор для измерения освещенности, принцип работы которого идентичен фотометру.

Условия эксплуатации:

• устройство всегда находится в горизонтальном положении;
• устанавливается в точках, расположение которых рассчитывается по методике, указанной в государственных стандартах. Количество контрольных точек должно быть не менее 10;
• все люксметры сертифицированы, а погрешность люксметра по ГОСТу не должна быть более 10%.

Люксметры бывают субъективными и объективными.

Субъективный экспонометр основан на выравнивании яркости двух полей освещенности (известна освещенность одного поля). Он состоит из фотоэлемента клапана и измерительного блока. Электрический ток, который обеспечивает фотоэлемент при освещении поверхности, пропорционален его освещенности. Поэтому измерительный прибор, откалиброванный в люксах, сразу показывает значение освещенности.

Более точны объективные люксметры, где роль анализатора выполняет селеновый фотоэлемент, а показания регистрируются гальванометром. При попадании световых лучей на приемную часть фотоэлемента в цепи блока возникает ЭДС, пропорциональная уровню освещенности. Шкала прибора имеет 50 делений, обозначающих три предела измерения освещенности: 0-25, 0-100, 0-500 лк. Если освещенность превышает 50 лк, на фотоэлемент устанавливается поглотитель, который расширяет основные пределы измерения в 100 раз, позволяя измерять освещенность от 0 до 50 000 лк.

Измерения проводятся отдельно для искусственного и естественного освещения. При этом необходимо следить, чтобы на устройство не падала тень, а поблизости не было источника электромагнитного излучения. Это будет мешать результатам. После того как произведены все необходимые замеры освещения, на основании полученных результатов по специальным формулам рассчитываются необходимые параметры, и производится общая оценка. То есть полученные параметры сравниваются с эталоном, и делается вывод о достаточности освещения данного помещения или территории.

На каждый вид замеров в каждом помещении или участке улицы заполняется отдельный протокол. Отчет об оценке выдается как на каждое помещение или территорию, так и на весь объект. Этого требует ГОСТ. Измерение освещения» должно проводиться по правилам.

Рекомендации замеров освещенности для светодиодных светильников

1. Замеры освещенности светодиодных светильников необходимо проводить через 2 часа работы, при выходе их на рабочий режим (несколько раз в течение дня). Светодиоды и блоки питания выделяют много тепла. Его убирают за счет теплоотводящих материалов (алюминий, композит и т д.) и определенной конструкции (большая площадь радиатора и т д.). Однако высокие температуры оказывают серьезное влияние на освещение.
2. Чтобы не ошибиться с параметрами освещения, при проектировании лучше сразу заложить коэффициент падения освещения, который зависит от типа и особенностей объекта.
3. Контролировать работу светодиодных светильников и световые параметры в течение всего гарантийного срока, ведь если производитель заявляет гарантийный срок 3 года и более, то светильники при соблюдении условий должны сохранять качество на протяжении всего срока.
4. Если условия эксплуатации светильников возникают при температуре выше +45 градусов, замеры освещения следует производить значительно чаще, чем регламентируют нормы.

Примечание: на некоторых интернет-ресурсах можно найти информацию: «В жилых комнатах норматив освещения при лампах накаливания устанавливается в 25-30 лк, при люминесцентных — 75 лк». Эта информация устарела и указывает на минимальное освещение. Но, как писалось ранее, в последней редакции — СП 52.13330.2016 теперь нормируется средняя освещенность, а не самая маленькая. А с учетом перехода на светодиодные источники света среднее освещение для дома составляет 200 лм.