Как рассчитать световой коэффициент

Световой коэффициент (СК)

Операционные, родовые палаты, перевязочные 1:4- 1:5

Палаты, кабинеты врачей, 1 манипуляционные и др. 1:5 – 1:6

Коэффициент естественного освещения (КЕО) Операционные 2.5 %

Палаты, кабинеты врачей 1.0 %

Гигиеническая оценка естественного освещения. Гигиеническая оценка естественного освещения помещений прово­дится на основании ознакомления с проектами зданий и осмотра их в на­туре.

• затемнение соседними зданиями, сооружениями (нормируемое рас­стояние между фасадами зданий – две с половиной высоты наибо­лее 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 полуторной ширины окна);

• площадь оконных рам и переплетов (норма – не более 25% общей поверхности окна);

• затененность окон шторами;

• качество и чистота стекол;

• окраска стен, потолка, пола и мебели;

• наличие высоких цветов на подоконниках.

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

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

Световой коэффициент (СК) – это отношение площади остеклённой поверхности окон к площади пола. В учебных комнатах, в операционных он должен 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 моментов, способных влиять на степень освещенности. Этот недостаток восполняется измерением угла падения и угла отверстия.

Угол падения показывает, под каким углом падают лучи света на ра­бочую поверхность (чем больше угол, тем выше освещённость). Угол па­дения ABC образуется двумя линиями, одна из которых горизонтальная, проводится от места определения к нижнему краю окна, другая – из этой же точки к верхнему краю окна (рисунок). Для определения угла падения измеряют высоту стола, на котором хотят произвести наблюдение, на сте­не у окна делают отметку найденной высоты и определяют расстояние от неё по горизонтали до центральной точки рабочего места и по вертикали до верхнего края окна (СА).

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

Эти отрезки наносят на бумагу в уменьшенном масштабе и крайние их точки соединяют диагональю. Угол ABC и будет углом падения, кото­рый можно определить при помощи транспортира. Угол ABC можно также определить, используя таблицы натуральных значений тригонометриче­ских функций (тангенсов), зная, что tg Z АВС= АС/ ВС.

Угол падения рабочей поверхности должен быть не менее 27°.

Угол отверстия даёт представление о величине небосвода, непосред­ственно освещающего исследуемое место (чем больше видимый из окна участок неба, тем естественное освещение лучше). Угол отверстия АВД образуется двумя линиями, из которых одна (верхняя) идёт от места опре­деления освещённости к верхнему краю окна, а другая (нижняя) направляется к высшей точке противолежащего здания. Величину угла отверстия определяют следующим образом: проводят мысленно прямую линию от поверхности рабочего стола к высшей точке противостоящего дома. Дру­гое лицо, стоя у окна, отмечает на раме точку этой воображаемой линии, через которую она проходит (точка Д). Угол отверстия также определяют с помощью транспортира или таблицы тангенсов: ZABfl=ZABC – /ДВС; tg ZflBC= ДС/ ВС.

Угол отверстия должен быть не менее 5″

К светотехническим показателям относится коэффициент естествен­ной освещённости.

Коэффициент естественной освещённости (КЕО) – это отношение освещённости в данной точке помещения к одновременной наружной ос­вещённости в условиях рассеянного света, выраженное в процентах. Опре­деляется КЕО экспериментально с помощью люксметра и расчет произво­дится по формуле:

где Е1- горизонтальная освещенность внутри помещения; Е2- освещенность горизонтальной плоскости вне здания.

В учебных комнатах, в операционных КЕО должен быть не менее 1,5%, в жилых комнатах, больничных палатах – не менее 0,5%.

Методы исследования искусственного и естественного освещения и их гигиеническая оценка (стр. 2 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5

Освещение помещений делится на 3 вида: естественное, искусственное и совмещенное (одновременное использование естественного и искусственного освещения).

Естественное освещение обеспечивается солнечными лучами и рассеянным светом небосвода. Оно биологически наиболее ценно, к нему максимально приспособлен глаз человека.

На величину естественного освещения оказывает влияние инсоляционный режим, который зависит от ориентации помещения по сторонам света. Под инсоляцией понимают освещение здания солнечными лучами и попадание прямых солнечных лучей через светопроемы в помещение. Инсоляционный режим оценивается продолжительностью инсоляции в течение суток, процентом инсолируемой площади помещения и количеством радиационного тепла, поступающего через проемы в помещение. различают три типа инсоляционного режима (табл. 1).

Типы инсоляционного режима помещений

Ориентация по сторонам света

Время инсоляции, час

% инсолируемой площади пола

Количество тепла за счет солнечной радиации, ккал/м2

При западной ориентации наблюдается смешанный инсоляционный режим. По продолжительности он соответствует умеренному, а по нагреванию воздуха помещений – максимальному инсоляционному режиму.

Интенсивность естественного освещения в помещениях зависит от времени суток и года, светового климата, ориентации зданий по сторонам света, степени затенения света противостоящими соседними зданиями, деревьями и т. п., облачности, загрязнения атмосферного воздуха пылью и газами, которые поглощают солнечные лучи, а также от количества и устройства окон.

Верхний край окна должен подходить к потолку на 15-30 см, так как это способствует более глубокому проникновению света в помещение, площадь оконных переплетов – не более 25% общей поверхности окна. В настоящее время распространено так называемое ленточное остекление, занимающее большую часть стены, которое допускается при строгом учете светового и теплового климата, чтобы не было перегрева или охлаждения помещения в теплое и холодное время года. Стекла должны быть ровные, прозрачные и содержаться в чистоте. Волнистые и загрязненные окна задерживают до 50% света, а промерзшие – до 80%. Тюль поглощает до 40% света, плотные белые ткани – до 50-60%, тяжелые портьеры – до 80%.

Для оценки естественного освещения в помещениях используют следующие показатели:

1. световой коэффициент (СК);

2. коэффициент заглубления;

3. угол падения световых лучей;

4. угол отверстия;

5. коэффициент естественной освещенности (КЕО).

Световой коэффициент представляет собой отношение остекленной поверхности окон к площади пола. СК выражается дробью, числитель которой – единица, а знаменатель – частное от деления площади помещения на площадь поверхности стекол. В жилых комнатах этот коэффициент составляет не менее 1:8-1:10, в детских учреждениях, больничных палатах и других помещениях, нуждающихся в большем доступе света – 1:5-1:6, в школьных классах – 1:4-1:5. В отличие от КЕО световой коэффициент носит не законодательный, а рекомендательный характер.

Недостатком светового коэффициента является то, что он не учитывает вероятность затенения окон противостоящими зданиями, деревьями, форму окон, чистоту стекол, удаленность рабочих мест от окон.

Пример определения светового коэффициента.

Задача. Больничная палата имеет площадь18 м. В палате 2 окна высотой 2 м и шириной 1 м каждое. Переплеты занимают 25% площади окон. Вычислите световой коэффициент для этого помещения и дайте гигиеническую оценку.

Решение. Сначала рассчитываем площадь окон:

S = 2 x 2 м х 1м = 4 м²

На площадь оконных переплетов приходится 25%, что составляет – 1 м2. Следовательно, застекленная поверхность окон равна 4 м²– 1 м² = 3 м².

Заключение: Световой коэффициент соответствует гигиеническим нормам.

Коэффициент заглубления – это отношение расстояния от пола до верхнего края окна к расстоянию до противоположной стены (глубина комнаты). Этот показатель должен быть не менее 1/1,5 – 1/2.

Угол падения характеризует угол, под которым падают из окна световые лучи на данную горизонтальную поверхность в помещении. Угол падения на рабочем месте должен быть не менее 27°. По мере удаления рабочего места от окна угол падения будет уменьшаться и, следовательно, освещенность станет хуже. Угол падения зависит также от высоты окна. Чем выше окно, тем угол падения больше.

Для определения угла падения нужно провести две линии (рис.1).

Рис.1. Углы освещения

Линия ВС проводится горизонтально из центральной точки поверхности рабочего стола к оконной раме, линия АВ – от рабочего стола (из той же точки) к верхнему наружному краю окна. Угол AВС и есть угол падения. Для его определения можно воспользоваться таблицей натуральных значений тригонометрических функций (табл.1).

Поскольку треугольник AВС является прямоугольным, то катет АС есть расстояние по вертикали между поверхностью рабочего места и верхним краем окна. При высоте поверхности рабочего места над полом, равной высоте подоконника, этот катет соответствует высоте окна. Катет ВС – расстояние от центральной точки поверхности рабочего места до окна.

Пример определения угла падения. Высота окна в учебной комнате (АС) – 1,6 м, расстояние от рабочего места до окна (BC) – 2,5 м. Определите угол падения световых лучей, дайте гигиеническую оценку.

Зная тангенс угла по таблице тангенсов определяем сам угол (табл. 2). В нашем примере угол падения АВС равен 33°.

Заключение: Угол падения световых лучей отвечает гигиеническим требованиям.

В случае отсутствия таблицы натуральных значений тангенсов можно угол падения вычислить другим путем. Для этого на бумаге нужно начертить прямоугольный треугольник, катеты которого должны иметь размеры, соответствующие натуральным в уменьшенном масштабе. Угол между гипотенузой и горизонтальным катетом и есть угол падения, который можно измерить транспортиром.

Таблица 2

Таблица натуральных значений тангенсов

Коэффициент естественной освещенности (КЕО). Порядок измерений и санитарно-гигиенические требования

Большую часть информации человек получает с помощью органов зрения. Качество получаемой информации сильно зависит от освещения: при недостаточном количестве и качестве света утомляется не только зрение, но и весь организм в целом.

Выделяют три вида освещения — искусственное, естественное и совмещенное (естественное и искусственное вместе). Естественное освещение обеспечивается солнечным излучением, которое в оптической области спектра подразделяется на ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное.

Ультрафиолетовое излучение, с одной стороны, оказывает положительное воздействие на организм человека, помогая усвоению некоторых витаминов, повышая общий иммунитет, тонизируя организм человека в целом и оказывая благоприятное психологическое воздействие. С другой стороны, в больших дозах, оно может вызывать ожоги кожи, сетчатки глаза и может стать причиной теплового удара или потери зрения.

Для оценки интенсивности освещения используют понятие освещенности (Е), измеряемой в люксах (лк). Для измерения освещенности применяют прибор под названием люксметр. Принцип его действия основан на фотоэлектрическом эффекте, а именно, при попадании световой волны на селеновый фотоэлемент в цепи соединенного с ним гальванометра возникает фототок, благодаря которому происходит отклонение стрелки микроамперметра, шкала которого градуирована в люксах.

Согласно СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение», естественное освещение — освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях, а также через световоды. Оно может быть боковым, если осуществляется через окна в стенах, и верхним — через фонари, окна в кровле, а также через проемы в стенах в местах перепада высот здания. Комбинированное естественное освещение — одновременное наличие бокового и верхнего естественного осве­щения.

Нормирование естественного освещения производится при по­мощи коэффициента естественной освещенности (КЕО). Согласно СП 23-102-203 «Естественное освещение жилых и общественных зданий», КЕО — отношение естественной освещенности, создавае­мой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непо­средственным или после отражений), к одновременному значению наружной гори­зонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженное в %:

где освещенность внутри помещения; наружная освещенность.

По СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение»:

– При одностороннем боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов, на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола);

– При двустороннем боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке посередине помещения на пересечении вертикальной плоскости харак­терного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола);

– При верхнем или верхнем и боковом естественном освещении нормируется сред­нее значение КЕО в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола).

Существенное значение имеет то, в каком поясе светового климата размещается помещение, так как естественное освещение зависит от числа солнечных дней в году, а также от устойчивости снежного покрова.

Одним из требований санитарных норм (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий», п. 2.1.1) является обязательное наличие естественного света в помещениях, где предполагается длительное нахождение людей (в жилых зданиях, школах, больницах, детских садах, офисах и т.д.).

В процессе проектирования оценка значения КЕО является обязательной, так как от нее зависит выбор систем естественного освещения здания (размер оконных проемов, вид остекления), его ориентация в пространстве, а также необходимость установки дополнительных систем искусственного освещения. Как правило, расчет КЕО с учетом множества параметров (административного района, ориентации световых проемов по сторонам света, разряда зрительной работы помещения и др.) проводят с использованием специального программного обеспечения.

После завершения строительства здания, перед вводом его в эксплуатацию, измерение КЕО проводят уже напрямую для оценки соответствия его расчетным значениям (по проекту) и санитарным нормам.

Чаще всего, коэффициент естественной освещённости измеряется при помощи двух люксметров. В процессе измерений один оператор с люксметром измеряет естественную освещённость вне помещения (как правило, на крыше здания), а второй оператор, со вторым люксметром, одновременно измеряет освещённость внутри помещения, в строго определенных точках. При этом, измерение КЕО на соответствие действующим нормам проводят в помещениях, свободных от мебели и оборудования, не затеняемых озеленением и деревьями, при вымытых и исправных окнах. Также, следует выбирать дни со сплошной равномерной облачностью, покрывающей весь небосвод.

Минимальная допустимая величина КЕО (как правило, от 0,1 до 6%) определяется в соответствие с СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» и зависит от типа освещения (боковое, верхнее, комбинированное) и назначения помещения.

В Москве по заказу Комитета государственного строительного надзора Лаборатория санитарно-эпидемиологического и радиационного контроля ГБУ «Центр экспертиз, исследований и испытаний в строительстве» в 2019 году планирует проводить обследования зданий и сооружений перед вводом их в эксплуатацию на предмет соответствия требованиям к естественной освещенности жилых и производственных помещений.

Статью написал / оформил инженер-эксперт Лаборатории «СЭиРК» Чендева А.А.

Статью правил / утвердил Начальник Лаборатории «СЭиРК» Ипполитов Д.Е.

Если вы нашли ошибку: выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Что такое коэффициент использования светового потока и как его рассчитать

Освещение – важная часть жилого или производственного помещения, не только с точки зрения дизайна, но и с точки зрения пользы для человека. Метод коэффициента использования светового потока – это способ расчета системы освещения. Расчет нужно производить заблаговременно, его результаты повлияют на конечный вид помещения, электрические схемы осветительной части, расположение и количество источников света. Давайте рассмотрим, как им пользоваться и что это вообще такое!

Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

При расчетах освещенности нужно решить ряд вопросов:

  1. Выбрать систему освещения (общую, местную или комбинированную).
  2. Определить количество необходимого света.
  3. Материалы покрытия стен и полотков, их размеры и высоту.
  4. Определиться с типом и количеством светильников.
  5. От типа светильника зависит возможность его эксплуатации во взрывоопасных и жарких помещениях, а также в местах с повышенной вибрацией от работающего оборудования.
  6. Выбрать тип количеств ламп, а также уточнить допустимый коэффициент пульсации.
  7. Проверить подходит ли это решение для условий эксплуатации в конкретном случае и прочее.

Такой тщательный подбор вызван тем, что при неправильном освещении вероятность получить травму повышается. Ее причиной может стать, как недостаточная освещенность в целом так и неправильно подобранное решение в конкретном месте.

Хорошее и плохое освещение рабочего места

Производственное освещение. Расчет искусственного освещения

На производстве выполнить требования к освещению еще более важно, чем в быту. Дело в том, что ошибки, допущенные на стадии проектировки, могут принести не только неудобства, но и повлечь за собой плачевные последствия.

Общее освещение – эффективно, но экономически невыгодно. Главный недостаток и в то же время достоинство этого решения – свет, равномерно распределен по всему пространству. С одной стороны – это повышает безопасность, так как человеку будет комфортнее, он вряд ли споткнется обо что-то или получит неудобства из-за тусклого света. С другой стороны – нужно больше светильников и ламп, что влечет за собой как повышение первоначальных вкладов на установку оборудования, так и дальнейшее вложение средств на его эксплуатацию (ремонт и замена источников света, плата за потребляемую электроэнергию).

Комбинированная схема освещения – более экономична, и в то же время позволяет осветить рабочее место настолько, сколько необходимо. При этом остальное пространство вокруг рабочего места освещается гораздо меньшим количеством светильников, оно получается темнее, чем рабочая зона. В итоге нужно меньше электроэнергии для ее функционирования.

Общая схема освещения – все помещение освещено согласно требованиям, равномерно по яркости.

Комбинированная схема – все помещение освещено не слишком ярко, но рабочее место освещено дополнительными светильниками до соответствующей Emin.

Типы и нормы освещения описаны в документе СНиП II-4-79.

Метод расчета освещенности

Норма освещенности выбирается согласно СНиП II-4-79, на нее влияют:

  • характеристика зрительной работы;
  • размер деталей, с которыми работает человек на своем рабочем месте;
  • цвет детали, ее контраст с фоном (например, цветом рабочего стола);
  • цвет фона (темный, средний, светлый).

Схема помещения с эффективностью его освещения

На основании этого определяют освещенность в люксах (Лк). На упаковке от лампы вы могли видеть такую характеристику, как световой поток, он указан в люменах (Лм), так вот 1 Лк, это 1 люмен на 1 м2.

Отсюда следует, что чем больше площадь, тем больше люменов от светильника нам нужно. Кроме площади, на это влияет и высота подвеса источника света, и цвет потолка и стен. Здесь действует правило обратных квадратов – при увеличении расстояния в 2 раза, освещенность падает в 4 раза. Энергия света распределена по поверхности сферы. То есть по квадрату радиуса.

Темный потолок и стены плохо отражают свет, это ведет к увеличению количества светильников, позже мы убедимся в этом исходя из приведенных формул.

  • ЛН – лампа накаливания;
  • ЛЛ – люминесцентная;
  • LED – светодиодная;
  • ДРЛ – дугоразрядная ртутная;
  • ДРИ – дугоразрядная ртутно-йодидная;
  • ДНаТ – натриевая высокого давления, трубчатая.

Первая формула выглядит так:

Описывает световой поток, который вы получите от расчетной установки.

Вторая формула помогает найти количество светильников для обеспечения светового потока и освещенности:

  • Ф – это количество Люмен или световой поток.
  • Emin – минимальная освещенность, нормированная величина, о которой мы сказали в начале этого раздела;
  • k – коэффициент запаса, зависит от типа используемых ламп, где ЛН – 1,15, ДРЛ и ДНаТ – 1,3, ЛЛ и LED – 1,1. Вводят для того, чтобы учесть, насколько упадет количество света от светильника в процессе эксплуатации. Уменьшение светоотдачи происходит как по причине деградации источника света (износ люминофорного покрытия люминесцентных ламп и деградация кристаллов светодиодных);
  • S – площадь освещаемого пространства;
  • Z – Коэффициент неравномерности освещения, для ЛЛ – 1,15, для остальных – 1,1;
  • N – количество светильников;
  • n – количество ламп в светильнике;
  • η – коэффициент использования светового потока.

Рассчитать сколько всего мощности потребляют все светильники можно по простой формуле:

Порядок действий при расчете:

  1. Определить схему освещения.
  2. На основании указанных выше норм и правил определить нормированную освещенность.
  3. Выбрать тип источников света.
  4. Выбрать тип светильников.
  5. Проанализировать условия работы светильников и определить k и Z на основании анализа.
  6. В соответствии с покрытием стен и потолка, оценить коэффициент отражения поверхностей (r).
  7. Индекс помещения i.
  8. Вычислить η.
  9. Рассчитать N и Ф.
  10. Выполнить схему расположения источников света с указанием типа светильников, ламп, их количества, которые обеспечат Emin.

После того как вы определили нормы освещенности, нужно выбрать тип ламп в зависимости от удобства обслуживания и надежности работы в конкретных условиях, а также по количеству люмен на 1 Вт мощности. Лампы накаливания выдают 7–20 лм/Вт, люминесцентные – около 75 лм/Вт, светодиодные – 100 лм/Вт, ДРЛ – 90 лм/Вт.

Коэффициент запаса k

На самом деле коэффициент снижения светового потока k зависит в большей степени не от типа используемых ламп, а от условий окружающей среды.

Показатели, влияющие на расчеты

Коэффициент неравномерности Z

Коэффициент неравномерности Z зависит от симметричности расположения светильников, как отношения L/h (расстояние между светильниками/высота подвеса)

где H – высота потолка, hсв – высота от потолка до нижней части светильника, hр – высота от пола до освещаемой плоскости (станка, рабочего стола и пр.), например, для светильников, расположенных по углам прямоугольника Z находится в пределах от 1,4 до 2, в шахматном порядке – 1,7–2,5. Если светильники расположены в ряд можно использовать те значения, что даны в описании формулы. При общей схеме освещения на потолке расположено достаточно много светильников, что может слепить персонал, поэтому такую схему рекомендуется применять, если есть возможность подвеса источников света на высоте 2,5 и выше.

Коэффициент использования светового потока

Коэффициент использования светового потока, зависит как от цвета стен и потолка (коэффициент отражения света) в таблице это вторая и третья строки (рП и рС), так и от формы излучения светильников (первый ряд в таблице). Форму излучения можно узнать из технической документации к конкретному прибору или сравнить со схематическими изображениями типовых пучков света. В итоге определяется по таблице:

Коэффициенты, необходимые для рассчета Коэффициенты для расчета, таблица2

Как вы могли заметить, нам осталось определить i – индекс помещения. Это вычислить ее можно по формуле:

где A и B – длина и ширина помещения, h – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.

Пример расчета

Допустим, у нас есть помещение размерами 10 м на 20 м, с потолками высотой 4,2 м, высота расчетной плоскости hР=0,8 м. Пыли в нем выделяется мало. Стены у нас серые, по оттенку ближе к темному, тогда рС=30%, потолок бетонный, тоже серый, но светлее чем стены, поэтому рП=50%, расчетная рабочая плоскость темная – рР=10%. В плане указано, что планируется освещать светильниками типа «Астра» с лампами накаливания, нужно создать освещенность в 50 Лк. Светильники будут подвешены на расстоянии 0,5 м от потолка. k запаса в малозапыленном помещении для ламп накаливания равен 1,3

Светильник «Астра» имеет косинусное распределение света. Форма распределения света влияет на количество светильников исходя из таблицы

Определение количества светильников

Оптимальным относительным расстоянием между светильниками в этом случае является 1,6

Тогда L = 2,9*1,6= 4,64 м.

Чтобы посчитать число рядов светильников нужно разделить ширину помещения на расстояние L:

Na=10/4,64=2,15, округлим до ближайшего число – 2 ряда.

Число светильников в ряде – делим длину помещения на L:

Nb=20/4,64=4,31, округляем до целого – 4 светильника в два ряда.

Итого 8 светильников, чтобы их разместить нужно:

(10-4,6)/2=2,7 метра – расстояние от длинной стены до светильника.

Так как у нас 4 светильника в ряд на расстоянии 4,6 метра:

(20-18,4)/2=0,8 расстояние от короткой стены до светильника.

Из таблицы выбираем значение светового потока, при наших коэффициентах отражений – это 0,6

Ф=50*1,3*1,15*200/8*0,6=3115 Лм – нужно получить от одной лампы.

Это значит, что каждый светильник должен быть порядка 250–300 Вт, если установлены лампы накаливания и порядка 30–35 Вт, если установлены светодиоды.

Расчет освещенности помещений врукопашную

Постараюсь очень кратко и просто изложить метод ручного расчета освещения в помещениях, которому меня научили на курсе «Расчет освещения» школы светодизайна LiDS.

Какой должна быть освещенность
При планировании освещения, в первую очередь нужно определить соответствующую нормам целевую освещенность и посчитать общий световой поток, который должны давать светильники в помещении.
С нормативами определиться просто – либо ищем свой тип помещения в таблицах СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» и СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение», либо соглашаемся с основным требованием по освещенности жилых помещений – 150лк или офисных помещений с компьютерами – 400лк.

Грубая оценка необходимого светового потока
По умолчанию расчет освещенности делается в программе Dialux. Но результат хотя бы приблизительно нужно знать заранее, чтобы сверить данные с оценкой «на глазок».
Как написано даже в Википедии, средняя освещенность поверхности — это отношение падающего на нее светового потока к площади. Но в реальном помещении часть светового потока светильника рабочих плоскостей не достигает, пропадая на стенах. Освещенность в помещении – это отношение общего светового потока светильников к площади помещения с поправочным коэффициентом «η».

Долю света «η», который доходит до рабочих поверхностей, можно оценить на глазок. В самом общем приближении для некоего очень среднего помещения с какими-то там светильниками до рабочих поверхностей доходит примерно половина света, а значит для очень грубой оценки можно использовать коэффициент η = 0,5.
Например, в комнате площадью 20м 2 светильник со световым потоком 700лм (эквивалент лампы накаливания 60Вт) создаст освещенность Е = 0,5 × 700лм / 20м 2 = 18лк. А это значит, что для достижения норматива в 150лк, нужно F = 700лм × (150лк / 18лк) =5800лм, или эквивалент 8-ми лампочек накаливания по 60Вт!
(Полкиловатта ламп накаливания на небольшую комнату! Понятно, почему нормы освещенности для жилых помещений гораздо ниже, чем для учреждений, и почему учреждения уже давно никто лампами накаливания не освещает.)

Более точный метод ручного расчета
Но так как помещения бывают с разными стенами, разной формы, с высокими или низкими потолками, поправочный коэффициент не обязательно равен 0,5 и для каждого случая свой: на практике, от 0,1 до 0,9. При том, что разница между η = 0,3 и η = 0,6 уже означает разбег результатов в два раза.
Точное значение η нужно брать из таблиц коэффициента использования светового потока, разработанных еще в СССР. В полном виде с пояснениями таблицы привожу в отдельном документе. Здесь же воспользуемся выдержкой из таблиц для самого популярного случая. Для стандартного светлого помещения с коэффициентами отражения потолка стен и пола в 70%, 50%, 30%. И для смонтированных на потолок светильников, которые светят под себя и немного вбок (то есть имеют стандартную, так называемую, «косинусную» кривую силы света).


Табл. 1 Коэффициенты использования светового потока для потолочных светильников с косинусной диаграммой в комнате с коэффициентами отражения потолка, стен и пола – 70%, 50% и 30% соответственно.

В левой колонке таблицы указан индекс помещения, который считается по формуле:

, где S — площадь помещения в м 2 , A и B — длина и ширина помещения, h — расстояние между светильником и горизонтальной поверхностью, на которой рассчитываем освещенность.
Если нас интересует средняя освещенность рабочих поверхностей (стола) в комнате площадью 20м 2 со стенами 4м и 5м, и высоте подвеса светильника над столами 2м, индекс помещения будет равен i = 20м 2 / ( ( 4м + 5м ) × 2,0м ) = 1,1. Удостоверившись, что помещение и лампы соответствуют указанным в подписи к таблице, получаем коэффициент использования светового потока – 46%. Множитель η = 0,46 очень близок к предположенному навскидку η = 0,5. Средняя освещенность рабочих поверхностей при общем световом потоке 700лм составит 16лк, а для достижения целевых 150лк, потребуется F = 700лм × ( 150лк / 16лк ) = 6500лм.
Но если бы потолки в комнате были выше на полметра, а комната была не «светлым», а «стандартным» помещением с коэффициентами отражения потолка, стен и пола 50%, 30% и 10%, коэффициент использования светового потока η составил бы (см. расширенную версию таблицы) η = 0,23, и освещенность была бы ровно вдвое меньше!

Проверяем расчеты в диалюксе
Построим в диалюксе комнату 4 × 5м, высотой 2,8м, с высотой рабочих поверхностей 0,8м и теми же коэффициентами отражения, что и при ручном счете. И повесим 9шт мелких светильников с классической косинусной диаграммой по 720лм каждый (6480лм на круг).


Рис. 1 Взятый для примера светильник Philips BWG201 со световым потоком 720лм, и его классическое «косинусное» светораспределение

Получится ли у нас средняя освещенность рабочих поверхностей в 150лк, как мы оценили вручную? Да, результат расчета в Dialux – 143лк (см. рис2), а в пустой комнате без мебели и человеческой фигуры – 149лк. В светотехнике же значения, различающиеся менее чем на 10% считаются совпадающими.


Рис. 2 Результат расчета в диалюксе – средняя освещенность рабочей поверхности (при коэффициенте запаса 1,0) составила 143лк, что соответствует целевому значению 150лк.


Рис. 3 Красивые картинки, в которые верят люди.

Заключение:
На грубую оценку примитивным методом по формуле E = 0.5 × F / S потребуется 1 минута времени, на уточнение коэффициента использования по таблицам – еще 3 минуты, на проект в диалюксе после некоторого обучения – около 20 минут и еще 20 минут, если хочется «навести красоту». Диалюкс выдает очень красивые картинки (см. рис. 3), которые стоят потраченного труда, потому что в них верят люди. Но по соотношению эффективности и трудозатрат оценка освещенности врукопашную вне конкуренции. Ручной счет прост, надежен и эффективен как саперная лопатка, дает уверенность и понимание.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий