ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СВЕТОВОЙ СРЕДЫ Рис 1

ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СВЕТОВОЙ СРЕДЫ

Рис. 1. Строение зрительного анализатора

Основные показатели количественные показатели: световой поток, сила света, освещенность, яркость • Световой поток Ф – это часть лучистого потока, воспринимаемая органами зрения человека как свет; характеризует мощность светового излучения. люмен (лм) • карманный фонарик – 10 лм, • лампа накаливания Б-100 Вт 1350 лм 6

Сила света I – пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока Ф к телесному углу Ω, в пределах которого равномерно распределен этот поток: I = Φ/Ω. кандела (кд)

Освещенность Е – поверхностная плотность светового потока: E = Φ/S. люкс (лк). освещенность поверхности земли в ясный летний день 80– 90 тыс. лк, в пасмурный – 5 тыс. лк; освещенность поверхности снега в безлунную ночь – 0, 0003 лк, полнолуние – 0, 2 лк, солнечный полдень – 105 лк.

Яркость поверхности L – светотехническая величина, определяется выражением L = I /Scosα, где S – светящаяся поверхность, α – угол между нормалью к поверхности и направлением I к сетчатке глаза. кд/м² Яркость некоторых поверхностей: снег в безлунную ночь – 0, 0005; в полнолуние – 5; освещенный прямым солнечным светом – 30000; белая бумага при освещенности 30 -50 лк – 10 -15, освещенная прямым солнечным светом – 22000; пламя свечи – 5000; люминесцентная лампа – 7000.

Коэффициент отражения ρ характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток: ρ = Φотр/Φпад Фотр , Фпад отраженный от поверхности и падающий на поверхность световой поток. Фон – поверхность, на которой происходит различение объекта. Объект различения - минимальный элемент рассматриваемого предмета, который необходимо выделить для зрительной работы. ρ > 0, 4 фон светлый, ρ = 0, 2 – 0, 4 фон средний, ρ < 0, 2 фон темный.

Естественное освещение достоинства Благоприятный для глаз человека спектральный состав Не требует затрат энергии недостатки Неравномерная освещенность во времени и пространстве

Естественное освещение Боковое Верхнее Комбинированное Сочетание бокового и верхнего освещения

Верхнее и комбинированное естественное освещение следует применять преимущественно в одноэтажных общественных зданиях большой площади (стадионы, выставочные павильоны и т. п. ). Боковое естественное освещение следует применять в многоэтажных общественных и жилых зданиях, одноэтажных жилых зданиях, а также в одноэтажных общественных зданиях, в которых отношение глубины помещений к высоте верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью не превышает 8.

Искусственное освещение Общее общее локализованное равномерное Местное Комбинирован ное Сочетание общего и местного освещения

Совмещенное освещение — когда недостаточное по нормам естественного освещения дополняют искусственным

Основные требования к системам производственного освещения ► соответствие уровня освещенности рабочих мест характеру выполняемой зрительной работы; ► равномерное распределение яркости на рабочих поверхностях и в окружающем пространстве; ► отсутствие резких теней, прямой и отраженной блескости (повышенной яркости светящихся поверхностей, вызывающей ослепленность); ► постоянство освещенности во времени; ► оптимальная направленность излучаемого осветительными приборами светового потока; ► долговечность, экономичность, электро- и пожаробезопасность, эстетичность, удобство и простота в эксплуатации.

Виды искусственного освещения по функциональному назначению ► рабочее, Ен, лк § Рабочее освещение предусмотрено для всех помещений зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта. ► аварийное, ► охранное,

Виды искусственного освещения по функциональному назначению ► Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное. ► Освещение безопасности предусматривается в случаях если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать взрыв, пожар, отравление людей, длительное нарушение технологического процесса и т. д. ► Еmin = 5%Ен ≥ 2 лк внутри зданий, ≥ 1 лк для территорий

Виды искусственного освещения по функциональному назначению ► Эвакуационное освещение предусмотрено в местах, опасных для прохода людей, в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей и т. д. ► Еmin = 1 лк в помещениях , Еmin = 0, 5 лк на открытых территориях (на уровне пола).

Виды искусственного освещения по функциональному назначению ► Охранное освещение предусматривается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. ► Emin = 0, 5 лк в ночное время на уровне земли.

Нормирование освещенности ► СП 52. 13330. 2011 “Естественное и искусственное освещение” Производится в зависимости от : § характера зрительной работы (наименьший размер объекта различения), § системы и вида освещения, § фона, § контраста объекта с фоном.

Нормирование естественного освещения: коэффициент естественной освещенности КЕО: КЕО = (Евн/Ен)100%. Евн и Ен - освещенности в заданной точке внутри помещения и снаружи одновременно измеренные (в %). КЕО зависит от разряда работ, конструктивного исполнения (верхнее или боковое), величина КЕО лежит в пределах 0, 1 – 6 %. ► Нормирование искусственного освещения: величина освещенности рабочей поверхности Е. ► ГОСТ Р 54944 -2012 Здания и сооружения. Методы измерения освещенности СП 23 -102 -2003 Естественное освещение жилых и общественных зданий

Проектирование естественного освещения зданий должно базироваться на изучении трудовых процессов, выполняемых в помещениях, а также на светоклиматических особенностях здания. При этом должны быть определены следующие параметры: – характеристика и разряд зрительных работ; – группа административного района, в котором предполагается строительство здания; – нормированное значение КЕО с учетом характера зрительных работ и светоклиматических особенностей зданий; – требуемая равномерность естественного освещения; – продолжительность использования естественного освещения в течение суток для различных месяцев года с учетом назначения помещения, режима работы и светового климата местности; – необходимость защиты помещения от слепящего действия солнечного света.

Проектирование естественного освещения здания следует выполнять в следующей последовательности: 1 -й этап: – определение требований к естественному освещению помещений; – выбор систем освещения; – выбор типов световых проемов и светопропускающих материалов; – выбор средств для ограничения слепящего действия прямого солнечного света; – учет ориентации здания и световых проемов по сторонам горизонта;

2 -й этап: – выполнение предварительного расчета естественного освещения помещений (определение необходимой площади световых проемов); – уточнение параметров световых проемов и помещений; 3 -й этап: – выполнение проверочного расчета естественного освещения помещений; – определение помещений, зон и участков, имеющих недостаточное по нормам естественное освещение; – определение требований к эксплуатации световых проемов; 4 -й этап: – внесение необходимых корректив в проект естественного освещения и повторный проверочный расчет (при необходимости).

При выборе световых проемов и светопропускающих материалов следует учитывать: – требования к естественному освещению помещений; – назначение, объемно-пространственное и конструктивное решение здания; – ориентацию здания по сторонам горизонта; – климатические и светоклиматические особенности места строительства; – необходимость защиты помещений от инсоляции; – степень загрязнения воздуха.

Естественное освещение должно проектироваться на основе следующих требований: создание необходимых условий освещения на рабочих столах, расположенных в глубине помещения при выполнении разнообразных зрительных работ (чтение типографского и машинописного текстов, рукописных материалов, различение деталей графических материалов и т. п. ); ► обеспечение зрительной связи с наружным пространством; ► защита помещений от слепящего и теплового действия инсоляции; ► благоприятное распределение яркости в поле зрения. ►

Для ограничения слепящего действия солнечной радиации в рабочих кабинетах и офисах необходимо предусматривать шторы и регулируемые жалюзи. В помещениях значения коэффициента отражения поверхностей должны быть не менее: потолка и верхней части стен 0, 70 нижней 0, 50 пола части стен 0, 30.

Источники света Газоразрядные лампы: люминесцентные лампы, дуговые ртутные лампы и др. Лампы накаливания Светодиодные лампы

Лампы накаливания достоинства удобство в эксплуатации простота изготовления не содержат опасных для здоровья веществ недостатки небольшой срок службы: до 2, 5 тыс. ч значительное тепловыделение при низкой световой отдаче (7 -20 Лм/Вт) искажение цветового восприятия значительное энергопотребление отсутствие дополнительных пусковых устройств отсутствие пульсации низкая механическая прочность

Люминесцентные лампы достоинства недостатки • низкое тепловыделение при повышенной световой отдаче (40 -110 лм/Вт), • большой срок службы (10 -15 тыс. ч), • энергоэкономичны • пульсация светового потока, стробоскопический эффект - опасность производственного травматизма • применение пусковых устройств – сложность изготовления и эксплуатации • повышенный шум • содержат опасные для здоровья вещества • плохая загораемость при низких тем-рах ламп низкого давления

Достоинства использования светодиодных ламп 1) Экономичность. 2) Благодаря малой инерционности в светодиодных лампах отсутствует мерцание, которое оказывает вредное воздействие на глаза человека. 3) Светодиодные лампы эффективно работают при пониженных температурах воздуха в помещении. 4) Высокий срок службы. 5) В отличие от люминесцентных ламп, светодиодные светильники работают бесшумно. 6) Имеют высокие показатели светоотдачи. 7) Не содержат опасных для здоровья веществ

Основные характеристики ламп ü ü ü номинальное напряжение, электрическая мощность, световой поток, световая отдача, средняя продолжительность горения, цветность излучения.

Индекс цветопередачи (коэффициент цветопередачи, Ra, CRI - color rendering index) — параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света. Это относительная величина от 0 до 100 соответствует полному совпадению как при солнечном свете, т. е. цвета от такого источника света передаются максимально верно. Два различных типа ламп могут иметь одну и ту же цветовую температуру, но передавать цвета по-разному.

ГОСТ Р 8. 827 -2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Метод измерения и определения индекса цветопередачи источников излучения Комфортное для человеческого глаза значение CRI от 80 -100 Ra (светодиодные лампы) Стандарты качества освещения ориентированы на людей в возрасте около 30 лет. С возрастом зрение ухудшается по контрастной чувствительности, остроте, глубине поля зрения, чувствительности к блёскости и цветовому восприятию.

На практике индексы цветопередачи подразделяются на несколько уровней (ГОСТ Р 8. 827 -2013): ü Лампы уровня А 1 используются в осветительных системах, где точность цветопередачи является одним из самых важных требований — в полиграфии, музеях, магазинах одежды. ü К лампам с уровнем цветопередачи 1 В относятся 3 компонентные люминесцентные лампы, которые устанавливаются преимущественно в административных зданиях, школах, на спортивных и промышленных объектах. ü Лампы уровня 2 А обладают достаточно хорошими характеристиками цветопередачи. ü Лампы уровня 3 применяются в тяжелой промышленности, где точность цветопередачи неважна. ü Лампы с уровнем цветопередачи 4, за исключением в особых случаях натриевых ламп высокого давления (Ra=20), не следует применять внутри помещений.

Характеристиками энергетической эффективности лампы являются: • световой поток лампы, лм; • потребляемая мощность лампы, Вт; • средний срок службы лампы, ч. Соответственно, люминесцентные лампы, включая компактные, имеют классы энергоэффективности ≪А≫ и ≪В≫, галогенные лампы накаливания – в основном класс ≪D≫, а лампы накаливания общего назначения – классы ≪Е≫ и ≪F≫.

Общая маркировка ламп состоит из трех заглавных букв и группы цифр. Расшифровка первой буквы по типу маркировки обозначает тип светильника: С — светодиодный Н — лампа накаливания Р — лампа ртутная Л — люминесцентная лампа Ж — натриевая лампа высокого давления. Во второй колонке маркировочной расшифровки стоит буква, которая обозначает классификацию светильников по способу установки: П — потолочный В — встраиваемый С — подвесной К – консольный

Общая маркировка ламп состоит из трех заглавных букв и группы цифр. Третья классификация обозначает основное назначение светильников. У – наружное освещение О – освещение в общественных зданиях П – для промышленных помещений Следующее обозначение в расшифровке источников освещения — это группа цифр, которые обозначают количество ламп и их мощность. Например, ЛПО 2*40 – люминесцентный, потолочный, для общественных зданий, две лампы по 40 Вт каждая. СПО 18 – светодиодный, потолочный, для общественных зданий, мощность 18 Вт.

Осветительные приборы делят на две группы: ближнего действия (светильники) дальнего действия (прожекторы)

Светильники Совокупность источника света и осветительной арматуры называется светильником. Назначение осветительной арматуры: перераспределение светового потока лампы, предохранение глаз рабочего от слепящего действия ярких элементов источника света, защита источника от механических повреждений и воздействия окружающей среды, эстетическое оформление помещения. Светильники классифицируют: • По конструктивному исполнению: открытые, защищенные, закрытые, пылезащищенные, влагозащищенные, взрывозащищенные.

• По распределению светового потока в пространстве: светильники прямого, рассеянного и отраженного света. Прямой свет Отраженный свет Рассеянный свет

В светильниках для люминесцентных ламп преимущественно прямое светораспределение, а в светильниках для ламп накаливания - прямое и рассеянное. ► Светильники прямого света излучают в нижнюю полусферу не менее 90 % всего светового потока. Их используют в помещениях с темными потолками и стенами, в которых выделяется много пыли, различных испарений. Дают довольно резкие тени. Светильники преимущественно прямого света, излучающие в нижнюю полусферу 60. . . 90 % всего светового потока, устанавливают в помещениях с потолками и стенами, хорошо отражающими свет. Они дают довольно мягкие тени. ► Светильники рассеянного света излучают в каждую полусферу 40. . . 60 % всего светового потока. Их применяют в помещениях, где необходимо создать высокие уровни освещенности рассеянным светом, а также в административных помещениях со светлыми стенами и потолками. ► Светильники отраженного света излучают в верхнюю полусферу не менее 90 % всего потока. ►

Конструктивное исполнение светильников зависит от их назначения ü В открытых светильниках лампа не отделена от внешней среды, а в закрытых лампа и патрон отделены от внешней среды оболочкой без уплотнения. ü Применяемые для освещения сырых, насыщенных водяными парами помещений влагонепроницаемые светильники имеют корпус, способный противостоять воздействию влаги, а его конструкция обеспечивает герметичность вводных проводов, патрона и лампы. ü Во взрывозащищенных светильниках предупреждено возникновение искры. ü Для освещения помещений с повышенной концентрацией пыли используются пыленепроницаемые светильники.

Наиболее распространенными являются следующие классы защиты: (IP классы) IP 20 Светильники могут применяться только для внутреннего освещения в нормальной незагрязненной среде. Области применения: офисы, сухие и теплые промышленные цеха. IP 21 / IP 22 Светильники могут применяться в не отапливаемых (промышленных) помещениях и под навесами, так как они защищены от попадания капель и конденсации воды. IP 23 Светильники могут применяться в не отапливаемых промышленных помещениях или снаружи. IP 43 / IP 44 Светильники для наружного уличного освещения. IP 50 Светильники для пыльных сред, защищенные от быстрого внутреннего загрязнения.

Расчёт общего равномерного искусственного освещения методом коэффициента светового потока hc Н hn hpп Размещение светильников в помещении определяется следующими параметрами, м: Н – высота помещения; hc – расстояние светильников от перекрытия (свес); hpп – высота рабочей поверхности над полом; hn = Н-hс-hpп – расчётная высота, высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.

Световой поток лампы определяется по формуле: Ф = Ен S Kз Z / n , Ен – нормируемая минимальная освещённость, лк; S – площадь освещаемого помещения, м 2; Kз – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светильника; Z – коэффициент неравномерности освещения, отношение Еср/Еmin, n – число светильников; - коэффициент использования светового потока. Рассчитав световой поток Ф, зная тип лампы, по таблице выбирается ближайшая стандартная лампа и определяется электрическая мощность. Если необходимый поток светильника выходит за пределы диапазона (-10 +20%), то корректируется число светильников n либо высота подвеса светильников hn.

Расчёт общего равномерного искусственного освещения точечным методом

Методы автоматизированного проектирования световой среды Программа DIALux Программа позволяет рассчитывать внутреннее и наружное освещение при заданном типе и количестве светильников и их расположении. При расчете учитывается геометрия помещений, цвет и текстура поверхностей, а также расставленная в помещении мебель. Результатами расчета являются графическое изображение распределения освещенности по рабочей поверхности и общий трехмерный вид освещенного помещения. Кроме того, можно получить изолинии постоянной освещенности, таблицу и график освещенностей, ведомость светильников и их паспортные данные.

Light-in-Night Road предназначена для светотехнического проектирования уличного и наружного освещения. Программа позволяет произвести проектирование: ü освещения автомагистралей, скоростных дорог (автомобильные дороги категории А по СП 52. 13330. 2011); ü освещения городских и сельских улиц, автодорог, проезжих частей, бульваров (дороги категории Б); ü освещения дворов, проездов, переулков (дороги категории В); ü освещения многоуровневых транспортных развязок в режиме трехмерной графики; ü освещения площадей, пешеходных зон, садово-парковых территорий, скверов, зон отдыха, наружных территорий школ, детских садов и т. д. ; ü освещения периметров охраняемых зон, наружных территорий промышленных объектов; ü освещения АЗС, автомобильных стоянок, парковок, паркингов, терминалов; ü освещения ж/д станций, погрузочно-разгрузочных узлов и других наружных объектов железнодорожного транспорта и т. д.