Коэффициент освещенности

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СВЕТОВОЙ СРЕДЫ

Санитарно-гигиенические требования к значению КЕО установлены в СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий». Измерение и проверка уровня коэффициента естественной освещённости входит в обязательный перечень работ при аттестации рабочих мест (АРМ), сдаче в эксплуатацию жилых и производственных помещений, а также при проверке помещений на соответствие санитарно-гигиеническим нормам.

Формула для расчёта КЕО выглядит следующим образом:

Евнутр — это естественная освещённость, измеренная внутри помещения (то есть полученная при выключенных источниках искусственного освещения), Евнешн — это естественная освещённость, измеренная одновременно с Евнутр, снаружи здания.

При проведении измерений КЕО согласно ГОСТ 24940-96. «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности» необходимо соблюдать следующие условия:

• одновременные измерения внутренней и внешней освещённости;
• облачность должна быть не менее 10 баллов – т.е. небо должно быть плотно закрыто облаками.

Как измерить коэффициент естественной освещённости.

Коэффициент естественной освещённости можно измерить при помощи двух люксметров. При измерениях коэффициента освещённости один оператор с люксметром измеряет естественную освещённость вне помещения, а второй оператор со вторым люксметром измеряет освещённость внутри помещения. Поскольку, для определения КЕО, измерения уровня освещённости снаружи и внутри помещения должны проводиться одновременно, то оба оператора должны обеспечивать синхронизацию измерений. Возможны следующие варианты такой синхронизации измерений естественной освещённости внутри и снаружи здания:

• аудиовизуальный контакт, когда оба оператора находятся в зоне прямой видимости или слышимости друг от друга;
• контакт при помощи средств связи (проводные, беспроводные телефоны, сотовые телефоны, рации и т.п.);
• синхронизация по времени – когда измерения производятся строго в заранее оговоренные отсчёты времени по синхронизированным часам у обоих операторов.

Самый простой способ синхронизации – это, конечно же, аудиовизуальный контакт. Однако очень часто им нельзя воспользоваться ввиду удалённости обоих операторов друг от друга, а также ввиду нахождения одного из операторов внутри здания. Использование средств связи существенно расширяет возможности контакта между операторами, производящими одновременные измерения естественной освещённости снаружи и внутри здания. Однако такой способ требует приобретения таких средств связи, их обслуживания и, в случае использования сотовых телефонов, повременной оплаты разговоров. Кроме того, внутри здания могут присутствовать помещения недоступные для проводной и беспроводной связи из-за экранирования стенами или наличия источников электромагнитных помех. Способ синхронизации измерений естественной освещённости по времени лишён этих недостатков, однако требует от обоих операторов аккуратности и точности при проведении измерений для расчёта КЕО.

Общим недостатком всех описанных выше методов измерения естественной освещённости для расчёта коэффициента освещённости является необходимость задействования в этих измерениях двух операторов и двух люксметров.

ekosf.ru

КЕО

Представляет собой отношение естественной освещенности в данной точке помещения (е) к одновременно замеренной горизонтальной освещенности на открытом месте (Е), выраженной в процентах. Для определения КЕО необходимо измерить освещенность на самом удаленном от окна рабочем месте и снаружи в защищенной от прямых солнечных лучей точке. Измерение производится в одно и то же время, рассчитывается процентное отношение.

КЕО = е / Е . 100%

Коэффициент естественного освещения (КЕО) в жилых помещениях 0,5 0,75 %. Минимальный КЕО в классах, библиотеках, читальных залах, врачебном кабинете, в классах рисования, ручного труда и в лабораториях должен быть не менее 1,25%. В перевязочных, родильных, манипуляционных, зубоврачебных кабинетах – не менее 1,5%, в операционных и чертежных – не менее 2%.

Для определения продолжительности использования естественного освещения в помещениях различного назначения вводится понятие о критической наружной освещенности Екр, то есть такой освещенности, при которой включается искусственное освещение в помещениях. Величина наружной критической освещенности принимается за 5000 лк.

Закон проекции телесного угла показывает, что освещенность ЕМ в какой-либо точке поверхности помещения, создаваемая равномерно светящейся поверхностью неба, прямо пропорциональна яркости неба L и площади проекции на освещаемую поверхность телесного угла, под которым из данной точки виден участок неба (рис. 3.7).

Для пояснения вывода закона проекции телесного угла приняты следующие допущения:

— освещаемая поверхность располагается в помещении горизонтально;

— радиус полусферы R принимается равным единице;

— яркость неба во всех точках одинакова;

— не учитываются влияние отраженного света и остекление светового проема.

Для доказательства закона телесного угла из точки М проведем полусферу с радиусом 1. Яркость полусферы обозначим через . На полусфере выделим весьма малый участок полусферы , который можно принять за точечный источник света.

– участок неба видимый из точки ; – небосвод; – линия горизонта; – зенит; – центр небосвода, совмещенный с исследуемой точкой ; – яркость небосвода, кд/м²;
– площадь проекции участка неба, освещающего точку .

Определим освещенность в точке , создаваемую в помещении через окно участком полусферы S , выражая в ней силу света через яркость согласно формуле (3.5):

= . (3.15)

Но = , то есть площади проекции участка неба на освещаемую поверхность. Таким образом, закон проекции телесного угла выражается формулой

= . (3.16)

Освещенной в какой-либо точке помещения равна произведению яркости участка неба, видимого из данной точки через световой проем, на проекцию этого участка неба на освещаемую поверхность.

В случае, когда точка находится не в помещении, а на открытом месте и освещается всей полусферой небосвода с равномерно распределенной яркостью, тогда

= , (3.17)

где — площадь полусферы небосвода на горизонтальную поверхность, но = 1, следовательно,

= (3.18)

Пользуясь формулой (3.14), определим значение коэффициента естественной освещенности в точке М

=

т.е. коэффициент естественной освещенности в какой-либо точке горизонтальной поверхности определяется отношением проекции на освещаемую поверхность видимого из данной точки помещения участка небосвода к величине p (равной 3,4). Это отношение представляет собой геометрическое выражение КЕО. Оно отличается от КЕО тем, что не учитывает влияние остекления и внутренней отделки помещения, а также неравномерной яркости небосвода.

Практическое значение этого закона заключается в том, что на его основе можно определить относительную световую активность различных световых проемов или одного светового проема, но различно расположенного относительно рабочей поверхности (РП)

Световой поток — это физическая величина, численно равная количеству оцениваемой по зрительным ощущениям световой энергии, па­дающей на поверхность за единицу времени.

Световой поток обозначается символом Ф и вычисляется по формуле:

где W — оцениваемая по зрительным ощуще­ниям световая энергия, падающая на опреде­ленную поверхность; t — время падения световой энергии на эту поверхность.

За единицу светового потока принят люмен (лм) (от латин. Iumen — свет). Оказалось, например, что световой поток от звездного неба, падающий на сетчатку глаза, — около 0,000000001 лм, световой поток от полу­денного солнца — 8 лм. Именно поэтому мы не можем смотреть на яркое солнце невооруженным глазом.

Световой поток создается источником света. Физическая величина, ха­рактеризующая свечение источника света в определенном направлении, называется силой света.

Если источник излучает видимый свет равномерно во все стороны, то сила света вычисляется по формуле:

где Ф — полный световой поток, испускаемый источником; к — постоян­ная величина, приблизительно равная 3,14.

За единицу силы света в Международной системе единиц (СИ) приня­та кандела (кд) (от латин. candela — свеча). Кандела — одна из основных единиц СИ.

 

36.Определение расчетного КЕО в любой точке помещения. Нормативное значение КЕО при боковом, верхнем и комбинированном освещении.

СНиП 23-05–95 «Естественное и искусственное освещение», СП 23-102–2003 «Естественное освещение жилых и общественных зданий» и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий»; содержат все необходимые справочные таблицы и нормативные показатели.

Расчетный (действительный) КЕО отличается от геометрического рядом поправок (коэффициентов), учитывающих реальные условия освещения:

где q – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба (в зенитной части неба яркость больше, чем у горизонта); о t – общий коэффициент светопропускания оконного проема; о r – коэффициент усиления освещенности отраженным светом; з k – коэффициент запаса, учитывающий старение и загрязнение оконных стекол

Для каждой расчетной точки вычислить действительное значения КЕО по формуле, указанной выше.

На разрезе помещения рекомендуется построить кривую распределения коэффициента естественной освещенности по глубине помещения. Для этого из каждой расчетной точки восстановить перпендикуляр к рабочей поверхности или плоскости пола и отложить на нем в некотором масштабе соответствующее значение действительного КЕО, полученные точки соединить плавной кривой.
соответствии с изложенными ранее основными принципами нормирования естественной освещенности нужно выбрать точку, в которой должно быть обеспечено нормируемое значение КЕО для рассматриваемого помещения. Необходимо сравнить расчетное (действительное) значение КЕО в выбран- ной нормируемой точке помещения с нормативным eN и дать заключение о соответствии естественной освещенности помещения требованиям санитарных норм. В случае, если в нормируемой точке помещения расчетное значение КЕО меньше нормативного более чем на 10 % (т. е. нормативные требования по естественной освещенности помещения не выполнены), необходимо использовать совмещенное освещение (естественное и искусственное). На разрезе помещения следует указать зону с достаточным естественным освещением и зону, в которой требуется дополнительное искусственное освещение.

cyberpedia.su

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.

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.

Например:

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).

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.

Обозначения:

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

Первая формула выглядит так:

Ф= (Emin*k*S*Z)/(N*n*η)

Описывает световой поток, который вы получите от расчетной установки.

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

N=(Emin*k*S*Z)/(Ф*N*n)

• 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:

Pобщ=Pлампы*N*n

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.

Коэффициент неравномерности Z

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

h=H-hсв-hр,

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:

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

i= (AB)/(h*(A+B)),

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

Тогда:

hр=4,2-0,8-0,5=2,9 м.

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

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:

A=10, B=20

L0=4,6м,

(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.

Индекс помещения:

I=(10*20)/2,9*(10+20)=2,29

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.

lampaexpert.ru

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.

3 м² 1

СК = ———- = ——

18 м² 6

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.

Решение. Тангенс угла АВС равен отношению противолежащего катета 1,6 м (по условию задачи) к прилежащему 2,5 м.

 

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

tg ά	ά	tg ά	ά	tg ά	ά	tg ά	ά
0,017 0,035 0,052 0,070 0,087 0.105 0.123 0,141 0,158 0,176 0,194 0,213 0,231		0,249 0,268 0,287 0,306 0,325 0,344 0,364 0,384 0,404 0,424 0,445 0,466 0,488		0,510 0,532 0,554 0,577 0,601 0,625 0,649 0,675 0,700 0,727 0,754 0,781 0,810		0,839 0.869 0,900 0,933 0,966 1,000 1,15 1,39 1,60 2,05 2,47 3,07 4,01

Угол отверстия характеризует величину участка небосвода, свет от которого падает на рабочее место и непосредственно освещает рабочую поверхность. Угол отверстия не должен быть менее 5°. Чем больше участок неба, видимый из окна, тем больше угол отверстия, тем лучше освещение.

Угол отверстия образуется двумя линиями (рис.1). Линия АВ соединяет рабочее место с верхним (наружным) краем окна. Линия BE идет от рабочего места к высшей точке противостоящего затеняющего объекта (здания, дерева). Угол ABE и является углом отверстия.

Для его определения один человек садится за рабочий стол и мысленно проводит прямую линию от поверхности стола к самой высокой точке противоположного здания. Другой человек по указанию первого отмечает на стекле окна точку, через которую эта линия проходит, и фиксирует эту точку (на рис.1 это точка D).

Затем измеряют расстояние по вертикали DC между этой точкой и поверхностью рабочего места, и расстояние по горизонтали СВ от окна до рабочего места. Отношение DC к СВ есть тангенс угла DBC .

По таблице натуральных значений тангенсов находят угол DBC.

АВD = АВC — DВС

 

Пример определения угла отверстия. Допустим, что воображаемая линия BE, идущая от поверхности рабочего стола к высшей точке противоположного здания, пересекает окно в точке D на высоте 1,2 м от поверхности рабочего места. Рабочий стол находится от окна на расстоянии 2,5 м.

Угол DВС равен 26⁰ (табл. 2). Угол падения AВС из указанного выше примера равен 33°. Отсюда угол отверстия

Заключение: Угол отверстия световых лучей отвечает гигиеническим требованиям.

Основным нормативным показателем степени достаточности естественного освещения служит коэффициент естественной освещенности (КЕО) — отношение горизонтальной естественной освещенности в наиболее удаленной от окон точке помещения к единовременной освещенности под открытым небосводом на том же горизонтальном уровне в условиях рассеянного света, выраженное в процентах.

КЕО носит законодательный характер (нормируется СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 "Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий" – М., 2003).

В жилых помещениях при боковом освещении считается достаточным, когда на расстоянии 1 м от стены, противоположной окнам, КЕО равняется не менее 0,5% наружной освещенности, а в классах, читальнях—не менее 1,2% и др.

Измерение освещенности на рабочем месте и под открытым небом производят люксметром, принцип действия которого основан на преобразовании светового потока в электрический ток.

Люксметр состоит из измерителя – гальванометра, фотоэлемента и четырех насадок. Прибор имеет две градуированные в люксах шкалы: одна состоит из 30, вторая — из 100 делений. Если стрелка гальванометра выходит за пределы шкалы, для расширения диапазона измерения применяют специальные насадки – светопоглощающие фильтры. Насадка из белой пластмассы, обозначенная на внутренней стороне буквой К, применяется только совместно с одной из трех других насадок М, Р, Т, которые увеличивают диапазон измерений в 10, 100, 1000 раз.

При измерениях фотоэлемент люксметра устанавливают горизонтально на обследуемой поверхности. При помощи переключателя, расположенного на передней панели люксметра, устанавливают шкалу измерения на 30 или 100 и снимают показания. При высокой освещенности используют светопоглощающие фильтры и показания гальванометра умножают на соответствующий коэффициент.

По окончании работы фотоэлемент следует отключить от гальванометра и закрыть его с целью предупреждения загрязнения и действия света.

 

helpiks.org

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/м².

• 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.

elektrik-a.su

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

По конструктивным особенностям естественное освещение подразделяется на:

— боковое, осуществляемое через световые проемы в наружных стенах (окна);

— верхнее, осуществляемое через фонари и световые проемы в перекрытии, а также световые проемы в местах перепадов высот смежных зданий;

— комбинированное — сочетание верхнего и бокового естественного освещения.

Необходимая освещенность рабочих мест естественным светом зависит от системы естественного освещения и разряда выполняемых зрительных работ, который характеризуется размером минимального объекта различения. Нормируемой характеристикой естественного освещения является коэффициентом естественной освещенности (КЕО), характеризующимся отношением горизонтальной освещенности (Е_вн), замеренной на высоте I м от пола внутри помещения к горизонтальной освещенности вне помещения (Е_нар), создаваемой небосводом. КЕО показывает долю естественного освещения, проникающего внутрь здания и освещающего условную горизонтальную поверхность на высоте I м от пола.

(1)

Нормы естественного освещения в зависимости от характера выполняемых работ (вид работ и степень точности) подразделяются на б разрядов (СН 275-71 ”Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий” (приложение 1).

Методика расчета площади световых проемов. Требуемая площадь световых проемов при боковом естественном освещении, необходимая для обеспечения нормируемого КЕО, определяется по формуле:

(2)

S₀ — площадь световых проемов, м ² ;

S_n — площадь пола помещения, м ² ;

e_min — нормированное значение КЕО (приложение 1);

η₀ — световая характеристика окна, зависящая от глубины помещения, выступа окна и отношения длин сторон (приложение 2);

k₁ — коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями (приложение З);

τ₀ — общий коэффициент светопропускания, зависящий от загрязнения воздуха помещения, положения остекления (вертикальное, наклонное), вида переплетов окон и т. д. (приложение 4);

r₁ — коэффициент, учитывающий отраженность света от стен и потолка помещения (приложение 5).

 

Способы определения коэффициента естественной освещенности

 

А) Измерением естественной освещенности.

 

Для измерения плоскостной освещенности используются люксметры. Наиболее распространенный люксметр Ю- 116. Люксметр Ю- 116 состоит из фотоэлемента с набором поглотительных насадок и гальванометра. Действие прибора основано на фотоэлектрическом эффекте. Световой поток, попадающий на селеновый фотоэлемент, вызывает электрический ток, величина которого фиксируется стрелкой гальванометра.

Для измерения освещенности производственного помещения необходимо установить датчик люксметра в плоскости рабочего места, выбрать необходимую шкалу, начиная с более грубой, и произвести замер (отсчет) освещенности.

 

При измерении КЕО необходимо соблюдать следующие условия:

а) замеры освещенности внутри и снаружи помещения производятся одновременно. При наличии одного люксметра время между замерами внешней и внутренней освещенности необходимо свести до возможного минимума;

б) замеры КЕ0 возможны лишь при небе, затянутом облаками, т.е. при диффузионном рассеянии света;

в) наружная горизонтальная освещенность измеряется на открытом месте, освещаемом всем небосводом.

 

Порядок замера освещенности следующий:

а) в помещении, для которого определяется КЕО, выбирают базовую точку, хорошо освещаемую естественным светом, так, чтобы с нее обозревалось все помещение;

б) фотоэлемент люксметра укладывается горизонтально на рабочую плоскость в базовой точке измерения и производится замер освещенности (Е_баз);

в) немедленно произвести замер наружной освещенности (Е_нар). Фотоэлемент при этом закрывается светофильтром (Е_нар = Е_шкалы · 100).

КЕО базовой точки равен:

% (3)

После определения КЕО базовой точки можно определить КЕО любой другой точки помещения. Для этого измеряют освещенность в базовой точке (Е_баз) и в точке, в которой необходимо измерить КЕО (Е_х). Затем рассчитать по формуле:

(4)

megalektsii.ru

Основным критерием оценки переменного естественного освещения служит величина, называемая коэффициентом естественной освещенности (КЕО, е), который показывает какую долю освещенность в данной точке помещения составляет от одновременной наружной освещенности горизонтальной поверхности на открытом месте при пасмурном (облачность 8 – 10 баллов) небосводе и выражается отношением

, %, (1)

где Е_в – освещенность в расчетной точке внутри помещения, лк;

Е_н – одновременная освещенность этой же точки под открытым небосводом, лк.

Однако наиболее простым и удобным в практике архитектурно-строительного проектирования является графоаналитический метод расчета геометрического КЕО, который разработал в 20 – 30 годы прошлого века А.М. Данилюк. Идея этого метода состоит в следующем.

Источником излучения при естественном освещении является небосвод. Данилюк представил его в виде полусферы, поверхность которой он разбил на 10000 площадок двумя группами (100 ´ 100) плоскостей. Первая группа – плоскости, проходящие через основной диаметр. Вторая группа – плоскости, проходящие параллельно основному вертикалу полусферы, проходящему через ее центр, а также перпендикулярно первой группе плоскостей. Причем, разбивка осуществлялась таким образом, чтобы проекция телесного угла каждой площадки была одинакова. Следовательно, на основе закона проекции телесного угла, каждая площадка создает одинаковую освещенность в центре полусферы и на основе этого можно принять, что из центра каждой площадки исходит по одному световому лучу. Тогда освещенность расчетной точки, находящейся под открытым небосводом, можно считать равной E_н = 10000 лучей (или единиц).

Помещаем эту расчетную точку в помещение, например, с одним светопроемом. Большая часть лучей света не будет доходить до расчетной точки, т.к. ограждения помещения не светопрозрачны. Только лишь некоторое количество лучей будет проходить через проем в данную точку. Чтобы определить количество лучей, проходящих от участка небосвода через проем в помещение, необходимо определить площадь этого участка в лучах, для чего количество лучей по вертикали (n1) умножается на количество лучей по горизонтали (n2).Тогда освещенность в расчетной точке помещения определится

Е_в = n₁ × n₂ лучей (или единиц),

где n₁ — количество лучей, проходящих в расчетную точку через проем на разрезе помещения;

n₂ — количество лучей, проходящих в расчетную точку через проем (или через проемы) на плане помещения.

Итак, имея освещенность в расчетной точке внутри помещения Ев и освещенность этой же точки под открытым небосводом Ен, можно определить геометрический коэффициент естественной освещенности, используя формулу (2):

, %. (6)

Поскольку Данилюк был архитектором, то он знал, что архитекторы постоянно работают с планами и разрезами. Поэтому разбитая на площадки полусфера была сначала спроецирована

на вертикальную плоскость, где первая группа плоскостей превратилась в радиальные линии, а вторая – в концентрические полуокружности. Таким образом, получился график І ([3], рис.2).

Затем полусфера была спроецирована на горизонтальную плоскость, где радиальные линии остались, а вторая группа плоскостей превратилась в горизонтальные линии. Таким образом, получился график ІІ ([3], рис.3).

Итак, чтобы получить значение геометрического КЕО, необходимо расчетную точку на разрезе помещения совместить с графиком І и подсчитать количество лучей n1, проходящих через светопроем. Затем совместить план помещения с графиком ІІ и подсчитать количество лучей n2, проходящих через проемы. По формуле (6) нетрудно определить величину геометрического КЕО.

при проектировании систем естественного освещения зданий возникает вопрос о том, каковы оптимальные параметры естественного освещения необходимы для данного помещения. Поскольку конечной целью проектирования и строительства здания является создание благоприятной искусственной среды для нормальной деятельности человека, то при определении оптимальных параметров среды необходимо, прежде всего, учитывать физиологические потребности человека. В частности, для световой среды условия зрительного восприятия зависят от видимости объектов различения.

Необходимое количество и качество природного света в помещениях определяется их функциональным или технологическим назначением, точнее, характером зрительной работы. На основе многолетнего опыта и проведенных многочисленных исследований были установлены параметры естественного освещения, при которых обеспечиваются благоприятные условия для зрения. Эти характеристики получили отражение в нормах, имеющих у нас силу закона.

Нормированными называются такие значения параметров, при которых в максимальной степени обеспечиваются биологические и психологические потребности человека, а также энергетические, материально-технические и экономические возможности государства на данный период времени.

При оценке систем естественного освещения помещений нормируемыми параметрами являются КЕО и неравномерность естественного освещения.

Нормированные значения КЕО в помещении выбираются в зависимости от двух факторов:

От сложности зрительной работы. В производственных помещениях она классифицируется по величине объекта различения на 8 разрядов – от работы наивысшей точности с деталями различения менее 0,15 мм, до грубой — с объектами более 5 мм. В гражданских зданиях помещения имеют типологическую классификацию.

От вида системы естественного освещения.

Все эти параметры определены для ІІІ светоклиматического пояса. Для других поясов необходим пересчет нормированного значения КЕО с учетом его светоклиматических особенностей по формуле:

ен = , (14)

где е_н – нормативное значение КЕО для данного района строительства, %;

— нормативное значение КЕО для ІІІ светоклиматического пояса. Принимается по табл. 1 для производственных зданий и по табл. 2 для остальных видов зданий [3], %;

m – коэффициент светового климата, определяемый по табл. 4 [3];

С – коэффициент солнечности климата, определяемый по табл. 5 [3].

Коэффициент солнечности вводится в формулу (14) из следующих соображений. При расчетах согласно существующим нормам [3] принимается пасмурный небосвод. Однако каждый регион имеет свое соотношение пасмурных и ясных дней в году. Ясные дни имеют более высокий средний уровень наружной освещенности за счет наличия интенсивной прямой составляющей. Этот фактор как раз и учитывает коэффициент С. Чем южнее расположен город, тем больше солнечных дней в году, тем более высокий уровень наружной освещенности, тем меньше может быть значение С. Коэффициент солнечности, помимо широты расположения населенного пункта, зависит также от вида системы естественного освещения и ориентации здания по сторонам горизонта.

Неравномерность естественного освещения определяется отношением среднего значения КЕО по расчетным точкам характерного разреза к наименьшему значению КЕО.

Неравномерность естественного освещения помещений производственных и общественных зданий с верхним или с верхним и боковым естественным освещением и основных помещений для детей и подростков при боковом освещении не должна превышать 3 : 1. расчетные значения КЕО ер при верхнем или при верхнем и боковом освещении в любой точке на линии пересечения условной рабочей поверхности и плоскости характерного вертикального разреза помещения должно быть не менее нормированного значения КЕО при боковом освещении для работ соответствующих разрядов.

Неравномерность естественного освещения не нормируется для помещений с боковым освещением; производственных помещений, в которых выполняются работы VII и VIII разрядов при верхнем или при верхнем и боковом освещении; вспомогательных помещений и помещений общественных зданий, в которых производится обзор окружающего пространства при очень кратковременном, эпизодическом различении объектов, а также в которых происходит общая ориентировка в пространстве.

studopedia.ru

Освещённость поверхности представляет отношение падающего светового потока к площади освещённой поверхности.

В строительной светотехнике в качестве источника естественного света для помещений здания рассматривается небосвод. Поскольку яркость отдельных точек небосвода изменяется в значительных пределах и зависит от положения солнца, степени и характера облачности, степени прозрачности атмосферы и других причин, установить значение естественной освещённости в помещении в абсолютных единицах (лк) невозможно.

Поэтому для оценки естественного светового режима помещений используется относительная величина, позволяющая учесть неравномерную яркость неба, – так называемый коэффициент естественной освещенности (КЕО)

Коэффициент естественной освещённости e_m в какой-либо точке помещения М представляет отношение освещённости в этой точке Е_в^m  к одновременной наружной освещённости горизонтальной плоскости Е_н, находящейся на открытом месте и освещаемой диффузным светом всего небосвода. КЕО измеряется в относительных единицах и показывает, какую долю в процентах в данной точке помещения составляет освещённость от одновременной горизонтальной освещённости под открытым небом, т.е.:

еm = (Евм / Ен) × 100%  

Коэффициент естественной освещённости является величиной, нормируемой санитарно-гигиеническими требованиями к естественному освещению помещений.

Согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение», естественное освещение подразделяется на

• боковое,
• верхнее,
• комбинированной (верхнее и боковое)

Основным документом, регламентирующим требования к естественному освещению помещений жилых и общественных зданий, является СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий».

В соответствии с СанПиН 2.1.2.1002-00 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям» в жилых зданиях непосредственное естественное освещение должны иметь жилые комнаты и кухни. Согласно данным требованиям КЕО в жилых комнатах и кухнях должен быть не менее 0,5% в середине помещения.

Согласно СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные» отношение площади световых проёмов к площади пола жилых помещений и кухни следует принимать не более 1:5,5 и не менее 1:8 для верхних этажей со световыми проёмами в плоскости наклонных ограждающих конструкций — не менее 1:10 с учётом светотехнических характеристик окон и затенения противостоящими зданиями.

В соответствии с СНиП 23-05-95 нормированные значения КЕО — е_N, для зданий, располагаемых в различных светоклиматических районах, следует определять по формуле:

eN = eН × mN  где N — номер группы обеспеченности естественным светом по таблице  

Световые проёмы	Ориентация световых проёмов по сторонам света	Коэффициент светового климата, m
		Номер группы административных районов
		1	2	3	4	5
в наружных стенах зданий	северное	1	0,9	1,1	1,2	0,8
	северо-восточное, северо-западное	1	0,9	1,1	1,2	0,8
	западное, восточное	1	0,9	1,1	1,1	0,8
	юго-восточное, юго-западно	1	0,9	1	1,1	0,8
	южное	1	0,9	1	1,1	0,8

Освещённость в помещении достигается за счёт прямого диффузного света небосвода и отраженного диффузного света от внутренних поверхностей помещения, противостоящих зданий и поверхности земли, прилегающей к зданию. Соответственно КЕО в точке помещения М определяется как сумма:

em = eн + eО + eЗ + eπ где eн — КЕО, создаваемый прямым диффузным светом участка неба, видимого из данной точки через проёмы с учётом потерь света при
 прохождении светового потока через остеклённый проём;  eo — КЕО, создаваемый отражённым светом от внутренних поверхностей помещения (потолка, стен, пола);  eЗ — КЕО, создаваемый отражённым светом от противостоящих зданий;  eπ —  КЕО, создаваемый отражённым светом от прилегающей к зданию поверхности земли (грунта, асфальта, травяного покрова и др.)  

Максимальное влияние на величину КЕО оказывает прямой свет неба.

Составляющую от прямого света небосвода определяют по формуле:

eн = ен0 × τ0 × q  где eн0 — геометрический КЕО (коэффициент небосвода);  τ0 — общий коэффициент светопропускания проёма;  q — коэффициент, учитывающий неравномерную яркость неба;  

Общий коэффициент светопропускания проёма τ₀ при боковом освещении определяется как произведение двух составляющих:

τ0 = τ1 × τ2  где  τ1 — коэффициент пропускания незагрязнённого стекла или другого светопрозрачного заполнения (в современной нормативной документации
 — коэффициент направленного пропускания видимого света оконного стекла или стеклопакета)  τ2 — коэффициент пропускания оконного блока без остекления при учёте затенения, создаваемого переплётами.  

Значения коэффициентов τ₁ могут быть приняты по Приложению А ГОСТ 24866-99 «Стеклопакеты клееные строительного назначения»

Значения коэффициентов τ₂ для современных окон достаточно трудно поддаются оценке, так как в существующей нормативной документации приведены значения для оконных блоков устаревших конструкций. На стадии ТЭО целесообразно использовать классификацию оконных блоков в соответствии с пунктом 4.7.4 ГОСТ 23166-99 «Блоки оконные».

www.wikipro.ru