Какие основные показатели необходимы для освещения

Основные показатели освещения

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. Количественными являются световой поток, сила света, освещенность, светимость, коэффициент отражения поверхности, яркость, световая отдача источника света, коэффициент естественной освещенности.

Световой поток Ф – это энергия световых электромагнитных волн, переносимая в единицу времени через некоторую площадь поверхности и оцениваемая по зрительному ощущению. Единицей измерения светового потока является люмен (лм).

Сила света I – пространственная плотность светового потока, численно равная световому потоку, излучаемому точечным источником света в телесный единичный угол w (стер):

следовательно, полный световой поток, испускаемый точечным источником силой света I, равен:

Единица силы света I – кандела (кд).

Освещенность Е,лк, – поверхностная плотность светового потока, которая характеризуется световым потоком, приходящимся на единицу площади освещаемой поверхности S, м 2 :

Освещенность, лк, создаваемая точечным источником, на расстоянии r от него равна:

где a – угол между падающим лучом и нормалью к поверхности в точке падения луча.

Источник света, линейные размеры которого незначительно отличаются от расстояния до него из точки наблюдения, не является точечным. Для его характеристики используют величину светимости и яркости.

Светимость R, лк, определяется величиной светового потока, испускаемого с единицы площади светящейся поверхности S_пов:

Если светимость тела обусловлена его освещенностью, то R = r×Е, где r – коэффициент отражения.

Коэффициент отражения поверхности r характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток:

где Ф_отр и Ф_пад – соответственно отраженный и падающий на поверхность световой поток, лм.

При r > 0,4 поверхность светлая; при r = 0,4…0,2 поверхность средняя; если r < 0,2, то поверхность темная.

Яркость В, кд/м 2 , характеризует излучение площади проекции светящейся поверхности S_пов в данном направлении a:

где I_a – сила света светящейся поверхности в направлении a, кд;

a – угол между нормалью к элементу поверхности и направлением наблюдателя, градус.

Максимальное значение яркости устанавливается СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» в зависимости от площади освещаемой рабочей поверхности. Если площадь рабочей поверхности S меньше 10 -4 м2 допустимо значение В_max = 2000 кд/м 2 , если S > 1×10 -1 , то В_max = 500 кд/м 2 .

Световая отдача источника света y, лм/Вт, определяется отношением светового потока Ф, лм, источника к его мощности Р, Вт:

Характеристикой естественной освещенности является коэффициент естественной освещенности е в процентах: отношение освещенности Е_вн в данной точке помещения к одновременной наружной горизонтальной освещенности Е_нар, создаваемой светом всего небосвода:

К качественным показателям освещения относят: спектральный состав света, фон, контраст объекта с фоном, видимость объекта, коэффициент пульсации освещенности, показатель ослепленности. Последние два показателя нормируются с учетом характеристики зрительной работы по СНиП 23-05-95.

Контраст объекта с фоном К характеризуется соотношением яркости рассматриваемого объекта и фона:

где В_о и В_Ф – соответственно яркость объекта и фона, кд/м 2 .

Если объект различения сильно выделяется на фоне, то контраст большой (К > 0,5); если различие яркостей заметно (К = 0,2…0,5), то контраст средний; при малом отличии по яркости (К < 0,2) контраст малый.

Видимость объекта Vхарактеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, яркости, размера объекта и определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном:

где К_пор – наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым на фоне.

Коэффициент пульсации освещения К_п, в процентах– критерий оценки относительной величины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока источников света при питании их переменным током:

где Е_max и Е_min – максимальная и минимальная освещенность за период ее колебания, лк;

Е_ср – средняя освещенность за тот же период, лк.

Коэффициент пульсации для I…III разрядов зрительных работ не должен превышать 10 %.

Показатель ослепленности Р – критерий оценки слепящего действия осветительной установки:

где W – коэффициент ослепленности, равный отношению видимости при экранировании источников V_э к видимости при наличии ярких источников в поле зрения V.

Одной из светотехнических характеристик светильников является коэффициент полезного действия светильника h_св, характеризующий потерю части светового потока в отражателе (рассеивателе):

где Ф_св – световой поток, вышедший из светильника, лм;

Ф_л – световой поток лампы, лм.

Если в светильнике несколько ламп, то световой поток Ф_л определяется как сумма потока всех ламп, установленных в светильнике.

Примеры решения задач

Пример 1.1. Определить световой поток, лм, падающий на поверхность площадью S = 0,2 м 2 , расположенную на расстоянии
r = 2 м от источника, сила света которого I = 400 кд.

Примем, что источник света находится в центре сферы радиусом
2 м. Освещаемая поверхность S составляет часть площади поверхности сферы, угол падения a = 0.

Из выражений (3) и (4) найдем I/r 2 = Ф/S, откуда:

Ответ: световой поток Ф = 20 лм.

Пример 1.2. Лампа накаливания, сила света которой I = 200 кд находится в матовом сферическом светильнике диаметром D = 0,2 м.

Найти светимость лампы, пренебрегая поглощением света светильником.

Полный телесный угол w = 4p, площадь светящейся поверхности S = pD 2 . Тогда из выражений (5) и (2) светимость, лк, определяется по формуле:

Пример 1.3. Над круглым столом диаметром D = 1,6 м на высоте h = 0,6 м висит лампа, равномерно излучающая свет по всем направлениям. Световой поток, падающий на стол, составляет
Ф = 200 лм. Нормируемая освещенность на рабочем месте
Е_Н = 200 лк. Определить силу света лампы, ее полный световой поток, соответствие освещенности нормам в центре и на крае стола.

Телесный угол, под которым из источника видна поверхность стола (рис. 1), равен:

где a – угол падения луча.

Рис. 1. Схема к примеру 3

Из рисунка 1 следует:

Из формулы (1) сила света I, кд, равна:

Полный световой поток, лм, испускаемый точечным источником света по формуле (2) составляет:

Освещенность центра стола Е_ц, лк, определяем по формуле (4):

Освещенность края стола Е_кр, лк, рассчитываем по формуле (4):

Следовательно, освещенность центра стола соответствует требованиям норм (Е_Н = 200 лк). Выполнять работы данной степени точности на крае стола недопустимо.

Пример 1.4. В центре квадратной комнаты площадью 25 м 2 висит лампа. Считая ее точечным источником, найти, на какой высоте от пола должна находиться лампа, чтобы освещенность в углах комнаты была наибольшей.

Расстояние от лампы до угла комнаты r, величина а (половина диагонали квадратного пола комнаты), сторона квадратного пола b и высота лампы над полом hсвязаны равенством:

Тогда с учетом формулы (4) выражение для освещенности может быть записано так:

Для нахождения максимума Е возьмем производную dE/da и приравняем ее к нулю:

отсюда tg 2 a = 2. Тогда искомая высота h, м, будет равна:

Задачи для самостоятельного решения

Задача 1.1. Лампа накаливания силой света I = 100 кд висит над центром круглого стола диаметром 2 м. Считая лампу точечным источником света, вычислить изменение освещенности края стола при постепенном подъеме лампы на высоту h от 0,5 до 1,0 м через каждые 0,1 м. Построить график зависимости Е = f (h).

Задача 1.2. На высоте 0,4 м от поверхности круглого стола диаметром 1,2 м в светильнике местного освещения установлена лампа накаливания. Над центром стола на высоте 2 м от его поверхности висит люстра с четырьмя такими же лампами. В каком случае освещенность на краю стола будет больше и во сколько раз: при местном или общем освещении?

Задача 1.3. Найти освещенность поверхности Земли, создаваемую нормально падающими солнечными лучами. Яркость Солнца равна 1,2×10 9 кд/м 2 .

Задача 1.4. Определить светимость и яркость лампы накаливания с матовой сферической колбой диаметром 0,05 м и 0,1 м. Сила света, создаваемая лампой равна 100 кд. Потерей света в колбе пренебречь.

Задача 1.5. На лист белой бумаги размером 0,2х0,3 м нормально к поверхности падает световой поток 120 лм. Найти освещенность, светимость и яркость бумажного листа, если его коэффициент отражения r = 0,75. Какова должна быть освещенность листа, чтобы его яркость не превышала допустимого значения 2000 кд/м 2 ?

Задача 1.6. Лист бумаги размером 0,1х0,3 м освещается лампой с силой света 100 кд. КПД светильника составляет 50 %. Определить освещенность листа бумаги.

Задача 1.7. Электрическая лампа силой света 100 кд излучает во все стороны ежеминутно 122 Дж световой энергии. Найти световую отдачу, если потребляемая мощность лампы 100 Вт.

Задача 1.8. На высоте h₁ = 2 м над серединой круглого стола диаметром D = 3 м висит лампа силой света I₁ = 100 кд. Ее заменили лампой силой света I₂ = 25 кд, изменив расстояние от стола так, что освещенность середины стола не изменилось. Как изменится освещенность края стола?

Задача 1.9. Три одинаковых точечных источника света расположены в вершинах равностороннего треугольника. В центре треугольника перпендикулярно к его плоскости и параллельно одной из сторон находится маленькая пластинка. Определить освещенность обеих сторон пластинки, если сила света каждого из источников
I = 10 кд, а длина стороны треугольника l = 1м.

Задача 1.10. На какой высоте над чертежной доской следует повесить лампу мощностью Р = 200 Вт, чтобы получить освещенность доски под лампой Е = 50 лк? Световая отдача лампы равна
y = 12 лм/Вт. Наклон доски a = 30 0 .

Задача 1.11. Световой поток лампы мощностью Р_л = 200 Вт при напряжении U = 120 В равен Ф_л = 3050 лм. Определить световой поток светильника, если коэффициент полезного действия его
h_св = 78 %.

ЗАДАЧА 1.12. Определить световую отдачу лампы накаливания мощностью Р_л = 60 Вт, напряжением U = 127 В, если ее световой поток Ф_л = 6000 лм.

Как самостоятельно рассчитать освещенность в квартире, не углубляясь в физику?

Если матчасть знакома: коэффициенты поглощения и отражения света, индекс цветопередачи, почему высота потолка ― это важно и т. д., то сразу переходите к пункту 5. Там мы собрали быстрые способы расчета освещенности. Если незнакомые слова все же встретились, то потратьте 30 минут на знакомство с темой сейчас, чтобы не потратить сверх бюджета на ремонт потом.

Почему это важно? Не говоря уже о том, что тусклый свет портит зрение, а слишком яркий нервирует, освещение ― это еще и вдохновитель пространства. Представьте, вы две недели выбираете диван определенного алебастрового оттенка. Еще две недели ждете доставку, потому что на складе такого дивана, разумеется, нет. Наконец, диван дома. Вы доводите последние штрихи: вкручиваете лампочку в торшер возле дивана, включаете его. И тут ваш алебастровый диван превращается в пятно цвета грязной лужи.

Запомните, дорогой ремонт с непродуманным освещением будет смотреть хуже, чем недорогой, но с выгодным светом.

Шаг 1. План освещения

Лист бумаги, ручка и примерный план, где и как будет стоять (или уже стоит) мебель ― достаточно для плана освещения. Начните с того, что в каждой комнате должно быть три вида освещения:

1. общее ― равномерно освещает все пространство.
2. рабочее ― над рабочей поверхностью, столом и т. д. С таким светом не нужно щуриться, когда моешь посуду или режешь овощи.
3. декоративное ― подсветка карнизов, ступеней и т. д. Такой свет делает атмосферу в пространстве.

Виды освещения в интерьере гостиной. Схема

Теперь вопрос, почему именно 3 вида ― разве одной люстры в центре мало. Возьмем например, гостиную, место многофункциональное ― кто-то читает книжку, кто-то собирает лего, а кто-то моет пол. Это все разные сценарии освещения.

Теперь вернемся к одной люстре в центре комнаты ― ни в одном случае этого света не хватит. Люстра подсветит центр гостиной, но при этом создаст тени в углах, особенно если гостиная большая. При любом сценарии все будут щуриться и напрягать зрение. А если заранее нарисовать примерный план, станет понятно, что у вольтеровского кресла нужно поставить торшер (рабочее освещение), потому что в нем обычно проводят время за книгой. Над журнальным столиком собирают лего ― значит тоже нужна акцентная люстра. Сценариев множество.

Пример рассеянного и направленного освещения в интерьере гостиной

Тут же нужно помнить, что такие сценарии освещения у каждого свои в зависимости от образа жизни. Возможно, вам хватит только встроенных светильников и торшера. Но в любом случае продуманный план освещения перед походом в магазин поможет понять, где конкретно в вашем случае нужен свет, где его будет мало или наоборот много и т. д.

Примеры рабочего рассеянного и акцентного освещения в интерьере гостиной

Шаг 2. Коэффициент поглощения света (анализ интерьера)

Оранжевый, красный, темно-коричневый и черный цвета поглощают свет. Так, если в интерьере синие стены, серая половая доска, красный яркий диван, то высчитывая необходимое кол-во света ― закладывайте коэффициент поглощения света. Как его применять в формуле рассказали в пункте 5. Если без формулы, то предусмотрите в таком помещении на парочку светильников больше и торшер про запас.

Шаг 3. Характеристики на упаковках ламп

Цветовая температура света ― K

Базовое правило: чем выше температура света в Кельвинах, тем холоднее свет и наоборот, чем ниже значение K, тем свет теплее.

Для глаз приятнее всего значение от 2600 до 3600 К (тепло-белый свет). Такая температура подойдет для общего освещения. А показатель от 3600 до 5500 K (нейтрально-белый свет) подойдет для функционального света, например, над рабочей поверхностью. Все, что более 6600 К ― очень холодное освещение и чаще используется для офисов.

Примеры цветовой температуры в интерьере

Люмены, люксы и ватт ― Лм, Лк, Вт

Сначала разберемся в чем разница.

Люмены ― сила, мощность, яркость света, которая дает лампа. Чем больше люменов указано на упаковке, тем ярче будет свет от лампы.

Люксы ― это параметр освещенности поверхности, на которую падает свет.

Ватты ― это мощность лампы. Кол-во ватт на упаковке ― это кол-во электроэнергии, которая потребляет лампа за час ее работы

Самая частая ошибка при выборе лампочек, определять яркость лампы по количеству Ватт. Запомните, за яркость лампочки отвечают люмены ― Лм.

Теперь подробнее, чем отличаются Люксы от Люменов? Грубо говоря, 100 люменов направленных на 1 кв.м. будут равны 100 люксам, в то время как 100 люменов направленных на 10 кв.м. будут равны 10 люксам. Другими словами ― поверхность освещенности (Лк) с увеличением площади становится меньше, в то время как яркость света (Лм) остается неизменной.

Индекс цветопередачи ― Ra или CRI

Эта величина на упаковке лампочки характеризует настолько точно освещаемый предмет будет сохранять свои естественные оттенки. Чем ниже это значение, тем хуже цветопередача. Например, ваш алебастровый диван с цветопередачей Ra ― 52 будет смотреться блеклым пятном. Также для наглядности, вспомните парковку в ночное время ― все машины кажутся серыми, потому что цветопередача лампочек в фонарях низкая.

Чтобы купить лампочку с хорошей цветопередачей, берите значение RA от 70, самый лучший вариант 90 ― это цветопередача высшего уровня.

Пример действия индекса цветопередачи

Индекс энергоэффективности ламп ― A-G

Этот показатель поможет снизить расходы на электричество.

Всего существует 7 классов энергоэффективности: «A», «B», «C», «D», «E», «F», «G».

Самый высокий класс – это «А», самый низкий – «G».

Класс «А» и «В» ― это энергосберегающие, люминесцентные, а также светодиодные лампы.

Класс «C» и «D» ― галогенные лампы.

Класс «E», «F», «G» ― лампы накаливания.

Тут важно понимать, что лампа накаливания ― самая дешевая из всех (от 42 рублей), но живет она всего 1000 часов. В то время как светодиодная в 3 раза дороже (от 250 рублей), зато срок службы у нее 50000 часов.

Шаг 4. Нормы освещенности жилых помещений

Существует стандарт по нормам освещенности в жилых и нежилых помещениях ― СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». Нормы освещенности указываются в Люксах (Лк). Эти нормы понадобятся нам в след. пункте для расчета освещенности.

Шаг 5. Расчет освещенности

Самостоятельный расчет освещенности ― это всегда примерная цифра. Нюансов в этом деле много: форма помещения, высота потолка, цвет интерьера, зонирование пространства светом, личное восприятие, тип выбранных светильников и т. д. Так, покупая лампочки или светильники лучше перестрахуйтесь и уточните правильность расчетов у консультанта в магазине. И не забудьте взять с собой план комнаты и примерный план освещения в ней.

Про самостоятельный расчет освещения по площади комнаты мы рассказали в нашем материале о люстрах (см. пункт 3). Там же вы найдете информацию, как пересчитать количество ламп накаливания на галогенные и люминесцентные лампы.

Самостоятельный расчет освещенности. Пример

Быстрая прикидка «на глаз»

Способ 1. Если комната стандартная по размерах и зонированию, а потолки привычные 2,7 м, то используйте примерную формулу ― на 1 кв. м – одна лампочка мощностью 25 Вт. Практика показывает такая формула дает нормальную степень освещенности ― не тускло и не ярко.

Способ 2. Консультанты в магазинах светотехники советуют рассчитывать освещенность комнаты с учетом 400-500 люмен на квадратный метр. Так, если гостиная занимает 15 кв.м умножаем площадь на 500 и получаем 7500 Лм. Теперь берем лампочку, например, на 1247 люменов делим это значение: 7500/1247 и получаем примерно 6 светильников. Именно столько нужно, чтобы в комнате 15 кв.м было комфортно.

Коэффициент поглощения света и погрешности в таких способах закладывайте в количество светильников. Например, 6 светильников по 1247 люменов нужно комнате, чтобы ее осветить. Значит, добавьте еще пару бра или торшер.

Однако, если хочется более вдумчивого подхода, то воспользуйтесь калькулятором ниже.

СОВЕТ: Так как самостоятельный расчет освещенности ― это всегда грубая прикидка, то заранее предусмотрите в комнате место под дополнительный торшер или бра.

Пример освещения в тёмном интерьере

Онлайн-калькулятор для расчета общей освещенности в комнате

В видео мастер-классе разбор и ссылка на онлайн-калькулятор, который рассчитает примерную освещенность по нормам освещенности в Люкс. Подробную текстовую инструкцию, как пользоваться калькулятором оставили ниже.

• В поле длина и ширина укажите соответствующие параметры комнаты, в которой вы рассчитываете освещенность.
• Затем укажите точную высоту потолка. Это важно ведь высокие потолки «съедают» свет, поэтому мощность лампочек увеличивается на 1,5 раза от рекомендуемой стандартной мощности.
• Рабочая поверхность ― это поверхность, до которой вам важно, чтобы доходил свет. Для дивана, кресла, журнального столика стандартную величину ― 0,8 можно не менять.
• Коэффициент отражение ― это то насколько поверхности в интерьере отражают или, наоборот, поглощают свет. Например, для интерьера с белым потолком, серым стенами и темным полом выбирайте среднее значение ― 70 50 20. Для очень светлого интерьера ― белый потолок, светлые стены и слегка серый пол подойдет ― 80 80 30. В комнате с полностью темных интерьеров ― 30 30 10.
• Коэффициент запаса ― это, грубо говоря, закладка погрешностей. Например, в комнате маленькое окно или сомневаетесь в коэффициенте отражения ― заложите 1,4.
• Уровень освещенности ― это как раз нормы СНиП в люксах. Для гостиной, например, закладывайте 150 ― 250. Зависит также от вашего восприятия.
• Дальше в правом верхнем углу нажимайте « + » и выбирайте тип освещения. Удобнее всего мерить освещенность в светодиодной ленте. Поэтому выбираем интерьерное освещение, затем светодиодную ленту, стандартная модель для жилого помещения по всем характеристикам ― LED STRIP FLEXLINE 98/10.0/1050 3000K.

Если открыть эту светодиодную модель в отдельной вкладке, то можно увидеть, что 1 метр этой ленты дает 1050 лм. Нажимаем « рассчитать » . Т.е. если калькулятор посчитает, что таких светодиодных лент нам нужно 7, то 7*1000=7000 Лм необходимо чтобы осветить наше пространство. Отсюда подбираем кол-во лампочек и светильников под кол-во Лм.

Качественные показатели освещения — нормируемые показатели количества света

Качественные и количественные показатели освещения представляют собой набор параметров, которые суммарно обеспечивают высококачественное освещение в любом помещении. В нашей статье мы подробно познакомимся со всеми из них, и оценим их влияние на различные системы освещения.

Виды освещения

Но прежде чем говорить о параметрах, давайте кратко познакомимся с видами освещения. Ведь каждый из них характеризуется своими особенностями, которые могут достаточно существенно отличаться.

Качественные и количественные параметры освещения

Понятие «Высокое качество освещения» формируется, опираясь на целый ряд качественных и количественных показателей. Давайте разберемся в этих показателях и оценим их влияние. При этом попытаемся сделать это максимально доступным языком.

Количественные показатели освещения

Для каждого из видов освещения есть свои количественные показатели. Давайте рассмотрим все из них, и определимся, от чего они зависят, и на что влияют.

• Первым из таких показателей обычно указывают световой поток. Это величина, которая оценивает количество световой энергии по ее восприятию глазом. Измеряется она в люменах. Проще говоря это количество света, проникающего через окно или излучаемое светильником.
• От светового потока на прямую зависит обычно задаваемая норма освещения помещения. Ведь она является ее производной. Освещенность помещения равна световому потоку, разделенному на площадь помещения.

• Следующим качественным показателем является сила света. Она характеризует плотность светового потока в заданном направлении. То есть, допустим у нас есть светильник, весь свет, излучаемый им, является его световым потоком. Но в определённую точку распространяется только часть света. Она и называется силой света. Этот показатель часто используют при расчете светящихся полос и местного освещения.

• Еще одним количественным показателем, который зависит от угла восприятия является яркость света. Этот показатель определяется как сила света, излучаемая поверхностью, расположенной перпендикулярно источнику излучения. Измеряется это величина в кд/м 2 .

• Так же к количественным показателям освещения относят коэффициент отражения поверхности. Ведь любая поверхность имеет свойство отражать свет. Эта способность определяется специальным коэффициентом, который определяется как соотношение светового потока, ниспадающего на поверхность, к отраженному световому потоку.

• Но нормы обычно опираются и на такой показатель как освещенность помещения или объекта. Он является своеобразной суммарной составляющей всех количественных показателей, но в первую очередь светового потока, силы света и коэффициента отражения поверхности. Этот параметр указывает то количество света, которое необходимо человеку для ориентации в пространстве и выполнения определенного вида работ.

Обратите внимание! В нормах приводится минимальная освещённость для объекта или помещения. Поэтому в реальных условиях она должна быть выше. С учетом коэффициента запаса, эксплуатационных коэффициентов и других переменных, этот показатель становится выше на 20-50%.

Показатели освещения качественные

Но для определения, дают качественное освещение светильники или нет, одного только количества света недостаточно. Важным аспектом является и качество такового освещения и в этом плане показателей никак не меньше если не больше. И приоритетность того или иного параметра определить достаточно сложно.

• Начнем наш разговор с такого параметра как коэффициент пульсации светильников. Как вы, наверняка, знаете, многие типы ламп, такие как диодные, люминесцентные, натриевые и некоторые другие, дают не ровный свет, как лампы накаливания, а пульсируют. Иногда эту пульсацию можно увидеть даже не вооружённым глазом. Но в большинстве случаев глаз ее не воспринимает на сознательном уровне.
• В связи с этим инструкция по освещению строго нормирует этот показатель и даже ввела так называемый коэффициент пульсации. Он представляет собой отношение разницы максимального и минимального светового потока светильника к его среднему значению.

• Следующим важным параметром является показатель ослепленности света. Этот показатель зависит от многих параметров. Но в первую очередь это яркость светильника и угол падение света на радужную оболочку глаза человека.
• Этот показатель важен в контексте того, что экономически более выгодно поставить один светильник с большим световым потоком для освещения всего помещения. Но с точки зрения комфорта, это не очень удобно. Поэтому СНиП 23-05-95 вводит такую норму, как показатель ослепенности, которые нормирует этот показатель и фиксирует защитные углы падения света.

• Еще одним качественным показателем является показатель дискомфорта. Он является соотношением яркости освещения объектов в поле зрения. Проще говоря, освещение объектов в поле зрения не должны иметь значительных перепадов по освещенности, иначе это вызывает утомление глаза.

Обратите внимание! Показатель дискомфорта применим только для жилых, общественных и административных зданий. Для промышленных объектов данный показатель не нормируется.

• Иногда количественные и качественные факторы пересекаются. Это касается так называемого фактора цилиндрической освещенности — это освещённость боковой стенки вертикального цилиндра, который имеет размеры, стремящиеся к нулю.
• Говоря более простым языком это объемность света. Ведь одним из основных факторов данного показателя является отражаемость света от стен и пола. Этот фактор очень важен для выставочных залов, торговых залов и других подобных помещений.

• Еще одним важным фактором является цветопередача. Не секрет что разные типы светильников излучают свет, цветовая гамма которого далека от солнечного. В результате различимы далеко не все цвета, либо неправильно передается их яркость. Поэтому для помещений, где важна цветопередача, следует учитывать этот фактор, хотя цена освещения от этого может возрасти.

• Следующим качественным показателем света является его температура. Она измеряется в «К» и обычно варьирует в пределах от 2000 до 7000К. Показатель в 2000К считается теплым светом, а показатели выше 5000К считаются холодным белым светом.
• Еще одним фактором является равномерность освещения. Этот фактор очень похож на показатель дискомфорта, только он учитывает не яркость объектов в поле зрения, а перепад освещенности.

• Равномерность освещения нормируется практически для всех помещений, и даже уличное — имеет свои нормы по перепаду. Для достижения максимальной равномерности, нормативные документы даже разработали специальные схемы расположения светильников для различных помещений. При этом важно отметить, что нормируется не отношение максимальной освещенности к минимальной, а средней к минимальной.

• Еще одним показателем, который мы кстати подбираем своими руками является контрастность объекта различения и фона. Она характеризуется как отношение яркости объекта и фона. Большим контрастом считается показатель в 0,5 и выше, а значение в 0,2 и меньше считаются малоконтрастными. Данный фактор особенно важен для выставочных залов, общественных и жилых зданий, уличного освещения фасадов и некоторых других объектов.

• Закончим же мы наш разговор одним из важнейших параметров для естественного освещения – КЕО. Расшифровывается он как коэффициент естественного освещения и характеризуется, как отношение естественной освещенности внутри здания к освещённости на открытом участке вне здания. Причем это отношение рассчитывается в строго определенной точке помещения. Например, при боковом освещении в метре от стены противолежащей окну.
• СНиП 23-05-95 строго нормирует этот показатель и, отталкиваясь от него, делается вывод о необходимости расширения световых проемов или, в зависимости от технико-экономических обоснований, монтаж совмещенного освещения.

Вывод

Нормы освещения помещений и уличного освещения достаточно строги. Они содержат массу показателей, которые должны сделать освещение не только достаточным, но и комфортным.

При этом в нашей статье мы раскрыли лишь основные из них, а существуют еще производные и другие показатели, от которых освещение зависит, но которые не характеризуют его. Поэтому если вы задались целью создать действительно качественное освещение, то советуем просмотреть другие статьи на нашем сайте, которые более детально раскрывают каждый из этих показателей.

Основные показатели освещенности

Свет имеет сложную корпускулярно-волновую природу и представляет собой часть оптической области спектра. К видимому излучению оптического спектра относят излучение с длиной волны от 0,38 до 0,78 мкм. В этом диапазоне волны (монохроматический свет) вызывают цветовое ощущение. Для гигиенической оценки освещения используются следующие показатели [3,4,10,11]:

Световой поток Ф – часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет, характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм).

Один люмен – это световой поток, излучаемый точечным источником с силой света 1 кандела (кд) в телесном угле в 1 стерадиан (ср).

Сила света J – пространственная плотность светового потока, определяется как отношение светового потока DФ(лм), исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла DW (стерадиан), к величине этого угла, измеряется в канделах (кд):

(3.1)

Телесный угол — часть пространства, заключенная внутри конической поверхности. Измеряется отношением площади, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса, к квадрату последнего .

Освещенность Е – поверхностная плотность светового потока, определяется как отношение светового потока DФ(лм), равномерно падающего на освещаемую поверхность, к ее площади DS (м 2 ), измеряется в люксах (лк):

. (3.2)

Один лк – это освещенность 1 м 2 поверхности при падении на нее светового потока в 1 лм.

Яркость L поверхности под углом a к нормали – отношение силы света DJ_а (кд), излучаемой освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади DS (м 2 ) проекции этой поверхности, на плоскость перпендикулярную к этому направлению, измеряется в кд/м 2 :

, (3.3)

где a – угол между направлениями силы света и вертикалью.

Одна кд/м 2 – это яркость равномерно светящейся плоской поверхности, излучающей в перпендикулярном направлении с площади S = 1м 2 силу света в 1 кд.

Яркость является величиной, непосредственно воспринимаемой глазом. При постоянстве освещенности яркость предмета тем больше, чем больше его отражательная способность.

Коэффициент естественной освещенности (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; выражается в процентах [10]:

, (3.4)

где Е_В– освещенность в точке внутри помещения, создаваемая светом видимого через световой проем участка небосвода, лк; Е_н – освещенность в тот же момент времени вне производственного помещения, создаваемая равномерно рассеянным светом всего небосвода, лк.

Объект различения – наименьший элемент рассматриваемого предмета или дефект, которые необходимо различить в процессе работы (например, линия, знак, нить, пятно, риска, трещина, символ и т. п.).

Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Характеризуется коэффициентом отражения, зависящим от цвета и фактуры поверхности.

Коэффициент отражения r определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф_отрк падающему на нее световому потоку Ф_пад:

(3.5)

Значения коэффициента отражения находятся в пределах 0,02…0,95. r > 0,4 – фон считается светлым; r = 0,2…0,4 – средним; r < 0,2 – темным.

Контраст объекта с фоном k – степень различия объекта и фона
характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, риски или др. элементов) и фона:

(3.6)

k > 0,5 считается большим (объект резко выделяется на фоне);

k = 0,2…0,5 – средним (объект и фон заметно отличаются по яркости);

k < 0,2 – малым (объект слабо заметен на фоне).

Коэффициент пульсации освещенности k_E – критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока используемых источников света:

(3.7)

где Е_max, Е_min и Е_ср – максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний. k_E = 15 – 65 % для газоразрядных ламп;
k_E = 7 % для обычных ламп накаливания; k_E = 1 % для галогенных ламп.

Пульсации освещенности возникают из-за питания источников света переменным напряжением. Особо большие значения они имеют при использовании малоинерционных источников света, которыми являются люминесцентные лампы. Пульсации освещенности на рабочей поверхности не только утомляют зрение, но и могут вызывать неадекватное восприятие наблюдаемого объекта за счет появления стробоскопического эффекта.

Малое значение коэффициента пульсации для ламп накаливания объясняется большой тепловой инерцией нити накала, препятствующей заметному уменьшению светового потока лампы накаливания Ф_лн в момент перехода мгновенного значения переменного напряжения сети через 0
(рисунок 3.1).

В то же время газоразрядные лампы (в т. ч. люминесцентные) обладают малой инерцией и меняют свой световой поток Ф_лл почти пропорционально амплитуде напряжения питающей цепи. Нормативные значения k_E для газоразрядных ламп представлены в таблице 3.1.

Для уменьшения коэффициента пульсации освещенности люминесцентные лампы включаются в разные фазы трехфазной электрической цепи. На правой нижней кривой рисунка 3.1 показан характер изменения во времени суммарного светового потока, создаваемого тремя люминесцентными лампами 3Ф_лл, включенными в первом случае в одну фазу (фазу А сети), а затем в разные фазы трехфазной сети [10,11].

Uсети

Флл

Флн

ЗФлл

Uсети

Рис. 3.1. Пульсации светового потока при однофазном и трехфазном

питающем напряжении [10]

В последнем случае за счет сдвига фаз в трехфазной цепи на 1/3 периода «провалы» в световом потоке каждой из ламп компенсируются световыми потоками двух других ламп, в результате пульсации суммарного светового потока существенно меньше.

Стробоскопический эффект – кажущееся изменение или прекращение движения объекта, освещаемого светом, периодически изменяющимся с определенной частотой. Например, если вращающийся белый диск с черным сектором освещать пульсирующим световым потоком (вспышками), то сектор будет казаться: неподвижным при частоте f_всп = f_вращ, медленно вращающимся в обратную сторону при f_всп > f_вращ, медленно вращающимся в ту же сторону при f_всп < f_вращ, где f_всп и f_вращ – соответственно частоты вспышки и вращения диска. Пульсации освещенности вращающихся объектов могут вызывать видимость их неподвижности и быть причиной травматизма [1].

Нормативные значения k_E для газоразрядных ламп [1]

Система освещения	Коэффициент пульсации освещенности, % при разрядах зрительной работы
I, II	III	IV-VIII
Общее освещение
Комбинированное освещение а) общее б) местное

Показатель ослепленности Р – критерий оценки слепящего действия, определяемый по формуле:

, (3.8)

где S – коэффициент ослепленности; ; ∆В_пор – пороговая разность яркости объекта и фона при обнаружении объекта на фоне равномерной яркости, кд/м 2 ; (∆В_пор)_s – пороговая разность яркости объекта и фона при наличии в поле зрения блеского (яркого) источника света, кд/м 2 .