Расчет искусственного освещения. Нормирование и расчет искусственного освещения

Нормы искусственного и естественного освещения зданий – разбираемся в тонкостях

Без искусственного освещения не обойтись

Нормы естественного и искусственного освещения зданий прописаны в СНиП 23 – 05 – 95.

Но разобраться в этом вопросе с «наскока», не обладая должными минимальными познаниями, достаточно сложно.

Поэтому в нашей статье мы дадим пояснения и объясним основные составляющие каждого вида освещения и разберемся с их влиянием на качество освещения при расчетах.

Типы освещения

По своим свойствам освещение в помещение разделяется на три основных вида — это естественное, совмещенное и искусственное. Естественным называется свет, получаемый от солнца. Данный источник света является полностью бесплатным, поэтому его максимально рациональное использование в период светового дня является важнейшей задачей.
Совмещенное – это тип освещения помещений, при котором часть света получают от естественных источников, а часть от искусственных. Его используют в строениях, в которых нельзя добиться должных показателей естественного освещения в связи с архитектурными, географическими или технико-экономическими показателями.
И последним типом освещения является искусственное. Оно применяется в двух случаях. Когда в здании совершенно нет естественного освещения, а также в тех случаях, когда использовать естественное освещение невозможно – то есть ночью.
Вариант включения всего или части освещения	В обычных случаях, в зданиях в дневное время применяется естественное или искусственное освещение. И только в отдельных случаях и при соответствующем технико-экономическом обосновании имеет смысл применять совмещенное освещение. Обычно для этих целей выделяют часть искусственного освещения, которая имеет отдельный выключатель и остается включенным даже в дневное время.

Естественное освещение

СНиП естественное и искусственное освещение и нормы проектирования однозначно утверждает, что во всех помещениях, в которых постоянно пребывают люди должно быть естественное освещение.

Исключением могут быть только конференц-залы, залы кинотеатров и театров, технологические помещения прачечной, раздевалки бань, санитарно-бытовые комнаты вспомогательных зданий, помещения ожидания здравпунктов, личной гигиены и коридоры.

• Одним из основных параметров естественного освещения является, так называемый, КЕО. Расшифровывается эта аббревиатура как коэффициент естественного освещения.
• Данный параметр представляет собой соотношение в процентах между освещенностью в солнечный день на открытом пространстве и освещенностью определённой точки внутри помещения.

Документ, нормирующий правила организации искусственного и естественного освещения

• Понятное дело, что крайне важно где именно расположена эта точка по отношению к которой мы вычисляем коэффициент КЕО. И здесь все зависит от типа естественного освещения. Оно может быть боковым, верхним и комбинированным – то есть верхним и боковым.

Вариант распределения естественного освещения в различных помещениях

• Для большинства из этих типов нормируемой является условная точка в метре от стены противолежащей окну, либо в метре от стен и перегородок при верхнем и комбинированном освещении. Как вы можете видеть на видео, исключением является только двухстороннее боковое освещение, когда нормируемой является точка посередине помещения.

Обратите внимание! При расчете КЕО следует учитывать не только прямой световой поток, но и его отраженную составляющую. Она зависит от цвета стен, типа материалов, шероховатости поверхности и некоторых других показателей.

• Но, как вы можете помнить из уроков географии, световой поток где-нибудь на экваторе в несколько раз выше, чем световой поток в то же время где-то в заполярье. Поэтому в нашей стране разработана специальная карта светового климата, которая разделяет страну на пять поясов, некоторые из которых имеют дополнительное деление.

Таблица солнечности климата

• Опираясь на эти пояса, разработана таблица солнечности климата, которая вводит поправочные коэффициенты для окон различного типа при различных углах их ориентирования. Ведь вполне логично, что световой проем, выходящий на север, пропускает значительно меньше света в помещение, чем такое же окно, выходящее на юг.
• И тут мы подобрались к такому вопросу, как конструкция световых проемов. Она так же важна. Для верхнего освещения могут использоваться светоаэрационные и зенитные фонари. Какие из них, где применять, зависит от разряда зрительной работы, климатического расположения здания, ориентации световых проемов, количества избыточно тепла в помещении и запыленности помещения.

Рекомендации по конструкции окон в зависимости от размеров помещения

• Для бокового освещения применяются разнообразные оконные системы. Инструкция по расчету естественного освещения содержит таблицу с рекомендуемыми параметрами боковых оконных проемов для помещений различной площади и высоты.

Рекомендации по применяемым светопропускным материалам

• Но раз мы коснулись вопроса окон, то нельзя обойти вниманием и светопропускной материал. Ведь здесь так же имеются свои рекомендации. Они зависят от конструкции окна, климата, внутренней среды помещения и некоторых ограничивающих факторов. Например, профильное стекло нельзя использовать в помещениях в которых работают большегрузные механизмы, а также имеются взрывоопасные вещества, а узорчатое стекло в помещениях с повышенной запыленностью.
• Но и это еще не все. При создании естественного освещения обязательно должен выполняться расчет приведенных затрат на освещение. Ведь иногда создание большого количества окон для достижения требуемого значения КЕО просто нецелесообразно, из-за пропорционально увеличивающихся расходов на отопление. В этом случае выполняется совмещенное освещение.

Искусственное освещение

Естественное и искусственное освещение и нормы проектирования касательно правил установки искусственных светильников значительно сложнее. Ведь здесь имеется огромное количество параметров, которое обязательным является далеко не для всех помещений.

Да и самих показателей намного больше. Поэтому для удобства давайте разделим их на количественные и качественные.

Виды и количественные параметры искусственного освещения

Искусственное освещение разделяется по функциональному назначению и способу монтажа. По функциональному назначению оно может быть общим, местным, аварийным, эвакуационным, охранным, освещением безопасности, рекламным и декоративным. По способу монтажа оно может быть верхним, боковым и комбинированным, то есть верхним и боковым.

Виды освещения по варианту монтажа

• Каждый из этих типов освещения имеет собственные нормативы, которые зависят от назначения и способа монтажа. Кроме того, эти параметры зависят от типа помещения, окружающей обстановки и многих других параметров. Раскрывать каждый из этих параметров для всех видов освещения будет очень объемно. Поэтому мы познакомим вас с основными понятиями и критериями, которые актуальны для большинства типов освещения.

• Одним из основных таковых параметров является освещенность рабочей поверхности. Она измеряется в люксах (Лк) и является производной от количества света, падающего на 1м2.
• Для того чтобы рассчитать своими руками освещенность рабочей поверхности нам следует знать целый ряд дополнительных параметров. Прежде всего это расстояние от источника света до рабочей поверхности. И тут следует помнить, что рабочая поверхность для разных помещений разная.
• Например, мы освещаем фойе кинотеатра. Здесь важно обеспечить хорошую освещенность на полу помещения. А, например, для демонстрационных залов важно обеспечить хорошую освещенность вертикальной плоскости, на которой вывешен товар. Обычно это высота на уровне глаз – 1,5 метра.

Критерии приводимы в нормах СНиП для отдельных помещений

• Соответственно будет меняться расстояние между рабочей поверхностью и светильником, и угол падения света. Это следует учитывать, и именно поэтому в СНиП 23 – 05 – 95 для большинства рабочих зон приведена высота рабочей поверхности.
• Кроме того, важным фактором является и сам источник света. Одна лампочка дает нам световой поток в 600 люменов (лм), а другая лампочка дает 1500 лм. И зависит это не только от типа лампы, но и от ее мощности. Чем мощнее лампа одного и того же типа, тем больший световой поток она обеспечивает.

Формула расчета освещения точечным методом

• Световой поток от лампы распределяется равномерно по всему помещению. Постепенно он затухает, но может и отражаться. Поэтому для вычисления освещенности рабочей зоны нам следует не только учитывать световой поток отдельной лампы, но и свет, падающий на поверхность от более удаленных источников света, а также отраженный свет. Для вычислений такой освещенности был разработан так называемый точечный метод определения освещенности, о котором мы уже говорили, и методологию которого вы найдете в предыдущих статьях на нашем сайте.

Качественные параметры искусственного освещения

Но кроме непосредственно освещенности рабочей зоны естественное и искусственное освещение и нормы проектирования предполагают еще целый ряд параметров, которые следует учитывать перед процессом монтажа. О них то мы и поговорим в данном разделе.

Рекомендации по расположению светильников для равномерности освещения

• Одним из основных таких параметров является равномерность распределения освещения. Этот параметр является соотношением между минимальной освещенностью и средней. Да, мы не ошиблись именно средней, а не как многие считают максимальной. При расчетах методом коэффициента использования, самым популярным методом расчета освещенности, этот параметр обычно принимают не более 1,3. Вообще же он не должен превышать 2.

На фото показатель дискомфорта освещения

Интересный факт. За счет неравномерности освещения можно создавать архитектурные иллюзии. Например, если вы хотите создать иллюзию выпуклого потолка, то подсветите его центральную часть.

Если же вы хотите визуально получить вогнутую поверхность, то напротив затемните центр помещения. Такой способ часто применяют архитекторы и не только для центральной части помещения.

• Еще одним важным фактором является показатель ослепленности. Он является производной между высотой установки светильника, его яркостью и углом преобладающего зрения. Данный параметр особенно важен при использовании мощных источников света в низких помещениях. Ведь в этом случае угол падения взгляда на источники света достаточно мал, что может привести к слепящему эффекту.

Коэффициент пульсации освещения

• Еще один показатель, на который в последнее время обращают особенно много внимания, это коэффициент пульсации. Многие источники света (не только диодные лампы) в процессе своей работы имеют разные показатели светового потока. То есть, лампа то горит, то не горит. Смена этих режимов происходит настолько быстро, что человеческий глаз его не ощущает. А между тем, при определенных частотах это может оказывать крайне негативное влияние на зрение человека.
• Согласно норм СНиП коэффициент пульсации для разных типов работ и разного типа освещения должно быть в пределах от 10 до 20%. Причем для менее точных работ этот показатель выше.

Обратите внимание! Для определения коэффициента пульсации следует приобрести специальный прибор – люксометр. Но цена такого устройства достаточно высока. Поэтому в бытовых условиях высокий уровень пульсации лампы вы можете определить просто, направив камеру вашего мобильного на источник света. Если по экрану идут темные полосы, то от такой лампы лучше избавиться.

• Следующим важным параметром является контрастность освещения. Если вам необходимо на белом фоне увидеть небольшой желтый предмет, то в зависимости от расстояния сделать это может быть затруднительно. Черный же предмет вы заметите значительно проще. Вот это разность между фоном и цветом предмета и называется контрастностью. И чем она ниже, тем больше освещенность требуется для рабочего места.

• Нормирование искусственного и естественного освещения предполагает контроль еще за одним параметром – цветопередачей источников света. Для некоторых зон, например, для коридоров, фойе, санузлов этот параметр не важен. Но в полиграфических центрах, магазинах, гримерках и тому подобных помещениях он может быть жизненно необходим.
• Данный показатель напрямую зависит от типа источника света. Ведь многие лампы не способны излучать свет в определенных диапазонах. Это отражается на качестве цвета предметов, на который он падает. Под источником с плохой цветопередачей синий цвет вам покажется фиолетовым, а оранжевый красным и наоборот.
• Данный показатель обычно указывается на самом источнике света под аббревиатурой Rа. Чем этот показатель ближе к 100, тем лучше. И тут важно помнить, что значение ниже 90 это не очень много, а вот выше 98 это уже хорошо.

Вывод

Виды и нормирование естественного и искусственного освещения достаточно разнообразны и строги.

Разобраться в них самостоятельно достаточно сложно, а учесть все возможные параметры самостоятельно практически невозможно.

И если для расчета освещения в частном доме далеко не всегда нужны такие глубокие познания, то для промышленных и торговых залов лучше использовать помощь профессионалов.

Источник: https://Elektrik-a.su/elektricheskoe-osveshhenie/obshhaya-chast/normy-iskusstvennogo-i-estestvennogo-osveshheniya-306

Нормирование искусственного освещения

Теоретическая часть

Данный раздел курсовой работы содержит краткие теоретические сведения о влиянии освещенности на безопасность трудовой деятельности, об основных светотехнических характеристиках, о расчете и нормировании искусственного освещения.

Влияние освещенности на безопасность труда

Рациональное освещение помещений – один из наиболее важных

факторов, от которых зависит эффективность трудовой деятельности человека.

Наиболее важной областью оптического спектра электромагнитного излучения является видимый свет. Свет – это возбудитель зрительной сенсорной системы, обеспечивающей нас информацией об окружающей среде. Параметры видимого света влияют на способность получать ощущения и восприятия об окружающей среде.

Освещение выполняет полезную общефизиологическую функцию, способствующую появлению благоприятного психического состояния людей. С улучшением освещения повышается работоспособность, качество работы, снижается утомляемость, вероятность ошибочных действий, травматизма, аварийности. Недостаточное освещение ведет к перенапряжению глаз, к общему утомлению человека.

В результате снижается внимание, ухудшается координация движений, что может привести при конкретной физической работе к несчастному случаю. Кроме того, работа при низкой освещенности способствует развитию близорукости и других заболеваний, а также расстройству нервной системы.

Повышенная освещенность тоже неблагоприятно влияет на общее самочувствие и зрение, вызывая, прежде всего, слепящий эффект.

Основные светотехнические характеристики

Для гигиенической оценки условий освещения используются светотехнические единицы, принятые в физике.

Видимое излучение – участок спектра электромагнитных колебаний в диапазоне длины волн от 380 до 770 нанометров (нм), воспринимаемый человеческим глазом.

Световой поток F – мощность лучистой энергии, оцениваемой по световому ощущению, воспринимаемому человеческим глазом. За единицу светового потока принят люмен (лм).

Световой поток, отнесенный к пространственной единице – телесному углу ψ, называется силой света Iα:

Iα = dF/dψ (1)

где dF – световой поток, равномерно распределяющийся в пределах телесного угла dψ;

За единицу силы света принята кандела (кд).

Освещенность Е – плотность светового потока на освещаемой поверхности. За единицу освещенности принят люкс (лк):

E = dF/dS (2)

где dS – площадь поверхности, на которую падает световой поток dF.

Яркость поверхности L в данном направлении – отношение силы света, излучаемого поверхностью в этом направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению. Единица яркости – кандела на квадратный метр (кд/м2)

La=dIa/dS×cosa (3)

где dIa – сила света, излучаемого поверхностью dS в направлении a.

Яркость освещенных поверхностей зависит от их световых свойств, от степени освещенности, а в большинстве случаев также от угла, под которым поверхность рассматривается.

Световые свойства поверхностей характеризуются коэффициентами отражения r, пропускания t и поглощения b. Эти коэффициенты безразмерные и измеряются в долях единицы (r + t+ b = 1) или в процентах:

r=Fr/F; t=Ft/F; b=/F (4)

где Fr, Ft, – соответственно отраженный, поглощенный и прошедший через поверхность световой поток F – падающий на поверхность световой поток.

Требуемый уровень освещенности определяется степенью точности зрительных работ.

Для рациональной организации освещения необходимо не только обеспечить достаточную освещенность рабочих поверхностей, но и создать соответствующие качественные показатели освещения.

К качественным характеристикам освещения относятся равномерность распределения светового потока, блескость, фон, контраст объекта с фоном и т. д.

Различают прямую блескость, возникшую от ярких источников света и частей светильников, попадающих в поле зрения работающих, и отраженную блескость от поверхностей с зеркальным отражением. Блескость в поле зрения вызывает чрезмерное раздражение и снижает чувствительность и работоспособность глаза. Такое изменение нормальных зрительных функций называется слепимостью.

Слепящее действие зависит не только от блескости поверхности, направленной к глазу, но и от контраста различения с фоном (К), который определяется отношением абсолютной разности между яркостью объекта и фона к яркости фона: чем он меньше, тем больше ослепленность.

Контраст объекта различения с фоном (К) считается:

большим – при К > 0,5;

средним – при К = 0,2 – 0,5;

малым – при К < 0,2.

Чтобы избежать слепящего действия света, необходимо подвешивать лампы на определенной высоте, которую выбирают в зависимости от мощности лампы и защитного угла (угла падения света на рабочее место) с учетом отражающих поверхностей.

Для повышения видимости целесообразно увеличить контраст различаемых объектов, что более эффективно и экономично в сравнении с увеличением освещенности рабочей поверхности.

При повышении контраста следует учитывать цветность и коэффициенты отражения объектов и фона.

Фоном считается поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается, фон характеризуется способностью отражать световой поток и считается светлым при коэффициенте отражения поверхности r>0,4, средним при r=0,2–0,4 и темным при r

Источник: http://MirZnanii.com/a/298880/normirovanie-iskusstvennogo-osveshcheniya