Способы определения искусственного освещения

Методы расчета искусственного освещения

Существуют различные методы расчета искусственного освещения, которые можно свести к трем основным: точечному и методу коэффициента использования светового потока и метод удельной мощности.

Точечный метод предназначен для нахождения освещенности в расчетной точке, он служит для расчета освещения произвольно расположенных поверхностей при любом распределении освещенности. Отраженная составляющая освещенности в этом методе учитывается приближенно. Точечным методом рассчитывается общее локализованное освещение, а также общее равномерное освещение при наличии существенных затенений.

Наиболее распространенным в проектной практике является метод расчета искусственного освещения по методу коэффициента использования светового потока.

Под коэффициентом использования светового потока (или осветительной установки) принято понимать отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к световому потоку источников света

где Фр — световой поток, падающий на расчетную плоскость; Фл — световой поток источника света; n — число источников света.

Коэффициент использования ОУ, характеризующий эффективность использования светового потока источников света, определяется, с одной стороны, светораспределением и размещением светильников, а с другой — соотношением размеров освещаемого помещения и отражающими свойствами его поверхностей.

Метод удельной мощности применяется для предварительного определения мощности установленной осветительной установки или для ориентировочной оценки правильности выполненного расчета. Он базируется на средних значениях мощности, необходимой для создания требуемой освещенности при средних значениях коэффициента использования осветительной установки.

Сущность расчета освещения по методу удельной мощности заключается в том, что в зависимости от типа светильника и места его установки, высоты подвеса над рабочей поверхностью, освещенностью, освещенности на горизонтальной поверхности и площади помещения определяется значение удельной мощности

Удельная мощность — отношение установленной мощности ламп к величине освещаемой площади (Вт/м2).

Значения удельной мощности для различных ламп приведены в таблицах.

Большие значения удельной мощности принимаются для помещений с меньшей площадью освещения.

Мощность общей лампы определяют:

Где w — удельная мощность общего равномерного освещения,
S — площадь помещения,
N — число светильников.

Расчеты со светодиодными светильниками рекомендуется производить точечным методом, в европейской программе «Dialux».

Главное усовершенствование DIALux затрагивает UGR расчет.

UGR (Unified Glare Rating) — обобщенный показатель дискомфорта, коэффициент ослепления.

DIALux может вычислять следующие UGR результаты:

1. UGR таблицы для всех светильников с прямым освещением согласно стандарта CIE (Международной комиссии по освещению), CIBSE TM10 или NB.
2. Вывод результата «одним листом» и резюме «стандартной комнаты» (прямоугольная, без мебели, только один тип светильника) показывают четыре стандартных UGR значения для левой и нижней стен, при просмотре вдоль и поперек оси светильника. Результат сохраняет ручной расчет с помощью стандартной таблицы.
3. Вы можете разместить UGR наблюдателей на рабочих местах, чтобы получить значения UGR в зависимости от
   • a. позиции и направления взгляда
   • b. всех использованных светильников
   • c. позиции и поворота светильников
   • d. затенения и отражения
4. С помощью UGR расчетных поверхностей Вы получаете распределение значений UGR по площади. Расчет сопоставим с расчетом UGR наблюдателей. В результатах перечисляется информация о локальных проблемах ослепления на произвольных местах в комнате.

Источник

Какие бывают виды искусственного освещения

Большинство информации об окружающем мире человек воспринимает зрительно. Это определяет важнейшую роль освещения для жизни. Однако естественные природные источники (солнце, рассеянный свет облачного неба, луна, насекомые-светлячки, молнии, полярные сияния и т. д.) не всегда обеспечивают необходимое качество освещения. Поэтому с древнейших времён перед человеком стояла задача создания освещения с помощью рукотворных источников – огня или ламп разных типов и конструкций. Оно называется искусственным. В статье проводится обзор искусственного освещения, его видов, характеристик, классификаций, источников.

Определение

Освещение, создаваемое природными источниками, называется естественным. В ряде случаев его недостаточно, поэтому применяются специально созданные источники, дающие искусственный свет (в современных условиях, как правило, электрические). Такое освещение называется искусственным. Его цель – обеспечение установленной санитарными нормами величины освещённости.

Как правило, в зависимости от ситуации для создания искусственного освещения используется разное количество тех или иных источников света, расположенных в разных местах. Поэтому часто используется термин «система искусственного освещения». Это группа искусственных источников света для решения определенных задач (например, эвакуационная система освещения для выходов из помещения при аварийном отключении основной системы).

Главные нормативные документы

В большинстве случаев освещённость – важная составляющая техники безопасности. Поэтому в данной сфере действует ряд законодательных актов.

В первую очередь речь идёт о своде правил СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение» (взамен СНиП 23-05-95). В нём сформулированы основные термины и определения, устанавливаются требования к естественному и искусственному освещению, в том числе аварийному, охранному и дежурному.

Гигиенические требования к освещению регламентируются СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03.

Требования к освещённости регламентируются ещё рядом ГОСТов, где устанавливаются такие параметры, как минимальная освещённость для регламентируемых случаев, неравномерность освещённости и прочие. В частности:

• ГОСТ Р 56228-2014 содержит основные термины и определения.
• ГОСТ Р 55842-2013 регламентирует нормы аварийного освещения.
• ГОСТ 33176-2014 регламентирует освещение автомобильных дорог.
• ГОСТ Р 55710-2013 регламентирует освещение рабочих мест.
• ГОСТ 12.1.046-2014 регламентирует освещение строительных площадок.
• ГОСТ Р 55706-2013 регламентирует нормы наружного утилитарного освещения.
• ГОСТ 55707-2013 регламентирует методики измерения характеристик наружного освещения.
• ГОСТ 55708-2013 регламентирует способы расчёта нормируемых параметров уличного освещения.

к содержанию ↑

Характеристики

Искусственное освещение, как и естественное, характеризуется рядом величин, среди которых основные следующие.

Световой поток

Чем больше мощность источника, тем ярче он светит. Свет одного и того же источника может быть усилен отражателем. Поэтому для светотехники играет роль не столько мощность источника, сколько его сосредоточенность, сфокусированность. Величина, характеризующая этот параметр, называется «световой поток». Он измеряется в люменах. Один люмен равен световому потоку источника света силой 1 кандела внутри телесного угла в 1 стерадиан (напомним, что полная сфера – это телесный угол в 4π стерадиан).

Световой поток – более удобная величина, чем сила света, поскольку человек воспринимает сосредоточенный свет ярче, даже если сила света при этом одинакова. Световой поток некоторых источников приведён в таблице:

1000

20000

500

Источник	Световой поток, лм
Лампа накаливания осветительная 100 Вт
Лампа накаливания осветительная 1000 Вт
Люминесцентная лампа 15 Вт
Окно площадью 1 м2 в солнечный день	20000-50000
Окно площадью 1 м2 в пасмурный день	3000-15000

Освещённость

Из повседневного опыта известно, что любой источник света вблизи освещает лучше, чем издали. Величина, учитывающая эту особенность, – освещённость. За единицу освещённости принят люкс. 1 люкс – это освещённость поверхности площадью 1 м2, на которую падает световой поток 1 люмен.

Освещённость для некоторых случаев приведена в таблице:

100000

Ситуация	Освещенность, лк
Поверхность, освещённая солнцем в ясный день
Средняя освещённость в облачную погоду	1000-20000
В помещении вблизи окна днём	300-3000
Экран кинотеатра	80-120
Ночью в полнолуние	0,1-0,3
Солнце	2,8×1027

Сила света

Сила света характеризует величину энергии, испускаемой источником света в единицу времени. За единицу силы света принята кандела. Одна кандела равна силе света, испускаемой поверхностью площадью 1/600000 м2 сечения полного излучателя в перпендикулярном этому сечению направлении при температуре излучателя, равной температуре затвердевания платины (2042 К) при давлении 1 атм.

По строгому определению сложно представить эту величину наглядно. Однако достаточно вспомнить, что «кандела» означает «свеча». Следовательно, сила света 1 кандела – это сила света примерно одной свечи. Для некоторых других источников сила света приведена в таблице:

1

5

100

120

Источник	Сила света, кд
Свеча
Светодиод	0,5-3
Керосиновая лампа
Лампа накаливания 100 Вт
Люминесцентная энергосберегающая лампа 20 Вт
Дуговой зенитный прожектор диаметром 1.5 м	1,5×109
Солнце	2,8×1027

Кроме указанных основных характеристик существуют специальные, используемые в особых случаях – цветопередача, цвет и спектральные характеристики и т. д.

Что относится к искусственному освещению

К искусственному относится освещение для решения некоторого круга задач, создаваемое искусственными источниками, как правило, электрическими (лампами, прожекторами, проекторами). Например, освещение открытого склада стройматериалов в ночное время в целях охраны. Другой пример – лампы в шахте или в подземном коридоре.

Отметим, что искусственное освещение может быть автономным – например, носимые фонари и светильники разных конструкций.

Виды и классификация

Искусственное освещение подразделяется на разновидности по следующим основаниям.

По назначению

Наиболее частое основание классификации – назначение. Искусственное освещение бывает:

Рабочее освещение обеспечивает световые условия в помещениях в соответствии с санитарными нормами в обычном, повседневном режиме. Если большую часть времени в помещении отсутствуют люди, но при этом освещение все равно необходимо, целесообразно использовать специальный дежурный режим с мягкими требованиями.

Во многих случаях необходимо охранное освещение как часть мер физической безопасности предприятия. Оно предназначено для фиксации противоправных действий. Некоторые авторы отмечают, что охранное освещение способствует созданию чувства безопасности у персонала предприятия и жителей прилегающих территорий.

Важная часть системы безопасности предприятий и жилых зданий – аварийное освещение. Оно используется при прекращении функционирования основного. У светильников для аварийной работы автономная система питания, поэтому они применяются в случае полного обесточивания здания.

При аварийных ситуациях задействуется также эвакуационное и резервное освещение. Основная функция резервного освещения – создание возможности для персонала безопасно продолжить или завершить работы. Эвакуационное предназначено для скорейшей и максимально безопасной эвакуации сотрудников здания и жителей при аварии. Некоторые авторы считают его видом аварийного.

Иногда в рамках рабочего освещения выделяется отдельный подвид – освещение производственных зон повышенной опасности. Оно используется при работах, связанных с повышенным риском, там, где санитарные нормы предъявляют к освещению особо высокие требования.

По расположению

Другое основание классификации – расположение световых источников. Они могут освещать все помещение, и такое освещение называется общим. Если источник освещает только небольшую часть помещения, такое освещение – местное.

Как правило, к общему освещению помещения предъявляются меньшие требования, чем к освещению зоны нахождения людей. Поэтому целесообразно иметь оба вида. Общее обеспечивается, как правило, потолочными светильниками разных конструкций, которые дают широкий рассеянный поток света, а местное – узконаправленными и относительно небольшими. Нередко они используются одновременно. Такое освещение называется комбинированным.

Исключительно местное освещение является нежелательным. Оно создаёт слишком большие контрасты, и глазу требуется время для адаптации при переходе между разными зонами помещения. Это вызывает дискомфорт и может влиять на безопасность.

Иногда выделяют верхнее и боковое освещение. Первое, как правило, общее. Второе – местное. Боковое освещение может быть одно- или многосторонним.

По распределению светового потока

Ещё одно основание классификации – по распределению.

Потолочные светильники с большими рассеивателями широкого направления, как правило, обеспечивают равномерный мягкий световой поток по помещению. Такой свет называется рассеянным, или общим.

Но если в помещении несколько зон с разными условиями и требованиями, целесообразно распределять светильники неравномерно, в соответствии с зонами помещения. Такое освещение называется локализованным.

Иногда используется отражённое освещение – когда источник света освещает не зону освещения, а поверхность рядом, а зона освещается светом, отразившимся от этой поверхности.

Приведённую классификацию можно изобразить в виде схемы:

Заключение

Искусственное освещение играет огромную роль в жизни человека. Его виды используются в повседневной жизни и в рабочих процессах на предприятии. Поэтому в данной сфере действует ряд нормативных документов, СП и ГОСТов.

Источник