Виды искусственного и естественного освещения

Яркость излучения, его направленность, цветовая гамма, чёткость и контрастность освещаемых предметов, наличие мерцания, пульсаций, теней и отблесков от отражающих поверхностей влияет на визуальное восприятие окружающего мира, что при неправильной системе освещения, в свою очередь приводит к заболеваемости глаз и утомляемости психики.

Поскольку от физической усталости, умственной активности мозга и психологического настроя напрямую зависит сосредоточенность и внимательность человека, результат его деятельности и безопасность работы на производстве, то существуют специальные нормы искусственного освещения, регламентируемые СНиП 23-05-95.

Требования в данном документе нормируют создание максимально комфортного и безопасного освещения, поэтому чёткое понимание параметров и критериев, используемых при расчете различных осветительных установок, будет полезно и в быту, для оптимального расположения световых проемов и окон, а также при выборе электроосветительных приборов.

Нормативные требования СНиП

Требуемые характеристики осветительной системы:

  • Равномерная освещённость пространства;
  • Оптимальная яркость для необходимой зрительной работы;
  • Отсутствие ослепляющего эффекта от прямого света;
  • Отсутствие ослепляющих бликов и дискомфортных отражений;
  • Оптимальная контрастность различаемых предметов;
  • Максимально приближенная к естественному спектру цветовая гамма искусственного освещения.
  • Отсутствие мерцания света, его пульсаций и стробоскопического эффекта.

По источнику света подразделяют освещение на естественное и искусственное.

Классификация систем освещения

Описание естественного освещения

Использование дневного света целесообразно экономически, солнечное излучение естественно для зрения, оно не вызывает негативных эффектов и дискомфорта, который свойственен при применении некоторых электроосветительных приборов.

Таблица естественной освещенности

Поэтому, для максимального использования солнечного света проектируются достаточно широкие световые проемы, благодаря которым прямые и рассеянные солнечные лучи попадают в помещение.

Боковое освещение жилого помещения

Различают такие виды естественного освещения: боковое, верхнее, комбинированное (совмещённое боковое и верхнее). Ради экономии энергоресурсов в мировой архитектуре всё чаще применяются комбинированные осветительные системы, использующие естественный свет, проходящий сквозь наклонные мансардные окна.

Всё большую популярность набирает инновационная иллюминация зданий прямыми и рассеянными солнечными лучами в стиле атриум, с применением стеклянных крыш и зенитных фонарей в виде прозрачных куполов, пирамид, полусфер.

Стиль атриум — полусфера

Зенитный фонарь

Рассчитывая естественное освещение, применяют коэффициент, равняющийся соотношению внутренней εв и наружной εн освещённости измеренной одновременно:

КЕО= εв/ εн

Равномерность освещенности

Качество зрительной работы напрямую зависит от расположения и яркости используемых источников света. Одним из недостатков естественного освещения является постоянное движение излучателя – Солнца, из-за чего равномерность освещения различных мест в помещении меняется в течении суток.

По СНиП допустимая неравномерность освещённости внутри помещений 3:1. Для достижения оптимального распределения света, здания проектируют с необходимым количеством световых проемов, располагая искусственные источники света равномерно по всему пространству помещений.

Специфика наружного освещения. Степень защиты

Из-за влияния таких неблагоприятных факторов атмосферных явлений как дождь, снег, гололёд, туман, пыль, влага, ветер, существуют определённые предписания относительно электрозащиты электроосветительных приборов, используемых на открытом пространстве.

Уровень защищённости электрических источников света в международной классификации обозначается двумя цифрами степени защиты электроприборов IP (ingress protection, защита от доступа). Степень защиты регламентирует возможность применения электроосветительных устройств в различных условиях окружающей среды.

Таблица степени защиты

Первая цифра от 0 до 6 характеризирует защиту от пыли и твёрдых частиц, а вторая, от 0 до 9 указывает на защиту от влияния воды.

Из-за специфики внутреннего устройства применяемых в таком случае светильников, искусственный свет подразделяют на внутренний (IP 20 — 22) и наружный (IP 43-68). Ниже приведены значения IP, характерные для выпускаемых осветительных электроприборов.

Разновидности искусственного освещения относительно размещения светильников

По способу расположения электрических источников света различают такие виды искусственного освещения помещений и открытых площадок:

  • Общее;
  • Местное;
  • Комбинированное;

При использовании общего освещения, свет распределяется равномерно по площади благодаря соблюдению равномерных промежутков между источниками света одинаковых по мощности, располагаемых сверху.

Использование единичного светильника уместно лишь для небольшой комнаты, иначе затенение отдалённых уголков большого помещения будет значительным, и его нельзя компенсировать увеличением мощности излучателя – вблизи слишком яркий свет будет слепить глаза.

Если для выполнения точных работ, требующих сосредоточенного зрительного контроля необходима небольшая площадь интенсивно освещаемого пространства, то используют местное направленное освещение, при котором не возникает тени, падающей на освещаемую рабочую зону. Комбинированное освещение подразумевает одновременное использование общих и местных осветительных установок.

Таблица светового потока разных ламп

Функциональность освещения и его предназначение

Согласно ГОСТ 12.1.046-85, освещение по его функциональному предназначению подразделяется на такие категории:

  •  Рабочее. Для различных производственных процессов в разных сферах жизнедеятельности, нормативными документами, описывающими необходимые технические условия, предусматривается своя норма освещённости;
  • Аварийное. Применяется для возможности продолжения технологического процесса и безопасной остановки потенциально опасных работ, если произошло выключение рабочего освещения, которое может повлечь производственную травму, возгорание, отравление или взрыв;
  • Эвакуационное. Предназначается для безопасной эвакуации жителей и персонала в случае возникновения угрозы;
  • Охранное. Светильники располагаются по периметру охраняемого объекта для обеспечения прямого зрительного контроля. В случае применения видеонаблюдения, освещённость должна соответствовать светочувствительности камер наблюдения;
  • Дежурное. Применяется в нерабочее время в офисных и производственных помещениях.

Для обеспечения всех видов освещения, кроме рабочего, должно быть обеспечено автономное электропитание для используемых источников света.

Свойства искусственного света, влияющие на качественные характеристики освещения

На качество искусственного освещения влияет отражение света от окружающих поверхностей. Если отражающая поверхность матовая, имеет светлый оттенок, то общая освещённость увеличится без возникновения дискомфорта.

Но в случае, если источник света окружён блестящими поверхностями, то отражённый блеск будет слепить глаза и мешать зрительной работе. Для обеспечения контрастности необходимо, чтобы фоновая поверхность отражала как можно меньше света.

Использование ярких точечных светильников также вызывает дискомфорт и ослепляющий эффект, поэтому применяют различные рассеивающие диффузоры и отражатели, создающие направленный поток света.

Цветовая температура излучения влияет на напряжённость глаз, поэтому для домашних условий лучше применять лампы с тёплым оттенком (2700 К), а для производственных целей больше подойдут источники света с температурой 6000 К, которые имеют холодное свечение.

Световые эффекты, меняющие зрительное восприятие

Важным параметром для системы освещения является цветопередача искусственных источников света, у разных типов ламп она отличается, характеризует отношение спектрального состава излучения осветительных приборов к дневному свету, обозначается Ra.

Чем больше значение цветопередачи, тем меньше искажаются цвета поверхностей при искусственном освещении. Данный параметр очень важен для обеспечения необходимой контрастности различаемых предметов. Светильники, у которых Ra>80 считаются хорошими.

Некоторые типы люминесцентных источников света мерцают с частотой питающего напряжения. Данное мерцание почти незаметно для человеческого глаза, но может создавать стробоскопический эффект, вызывающий иллюзию, при которой вращающиеся детали механизмов могут показаться неподвижными, что в условиях большого уровня шума может ввести в заблуждение обслуживающий машины персонал, который может получить травму из-за этого.

Нестабильное питание осветительных приборов приводит к их пульсации, что неблагоприятно сказывается как на самих устройствах, так и на утомляемости глаз.

Поэтому в быту нужно использовать стабилизированные источники питания, а на производстве осветительные линии питать от отдельного источника.

Таблица зрительной работы в разных помещениях

Измерение и расчёт освещённости

Освещенность, измеряется в люксах. Один люкс, сокращённо лк (lx), равняется освещённости поверхности в 1 м² световым потоком в 1 люмен (лм). Для измерения освещённости применяются люксметры.

Различные виды люксометров

Благодаря аккомодации, глаза способны адаптироваться к различным уровням естественной освещённости:

Нормами СНиП регламентируется разрядность зрительной работы относительно размеров различаемого предмета. Для каждого разряда указывается требуемая освещённость.

Таблица искусственной освещенности

Это сокращённая таблица для расчетов искусственного освещения, применяемая к жилым и общественным зданиям. В быту крайне затруднительно проводить расчеты освещения по таблицам СНиП, поэтому существуют упрощённые таблицы, в которых указывается приемлемая освещённость бытовых помещений.

Упрощённый порядок расчёта параметров искусственного освещения

Для выбора искусственного источника света применяемого в бытовых целях, существует упрощённая формула расчётам значения светового потока требуемого светильника.

ϕ = ε*S* k*z/(η*N),

где: ε –освещенность, взятая из таблицы выше (лк), S  – площадь освещаемой поверхности (м2), k (1,4 … 1,9) — коэффициент запаса, z (1,11 … 1,29) — коэффициент неравномерности освещения, ϕ — световой поток излучателя(лм) , η (0,2 … 0,7) – коэффициент полезного использования светильника, N — Количество источников света.

В скобках даны единицы измерения и усреднённые значения, свойственные бытовым помещениям. Для равномерности расположения светильников используют формулы:

λ=L/h,

где λ – поправочный коэффициент (для энергосберегающих ламп λ= 1,3; h – высота светильника, L – расстояние между источниками света.

Соответственно: L= h* λ; h= L/ λ;

Стоит заметить, что в европейском аналоге СНиП (EN 12464) нормы освещённости выше и учитывается параметр дискомфорта.

Похожие статьи

Поделитесь статьей с друзьями:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *