1.5. Нормирование освещения

При проектировании осветительных установок нормируемыми величинами являются:

- освещенность рабочего места;

- неравномерность освещенности;

- показатель дискомфорта или коэффициент ослепленности;

- коэффициент пульсаций освещенности;

- индекс цветопередачи.

В установках наружного освещения нормируемой величиной является яркость дорожного покрытия.

Хотя глаз человека реагирует на яркость предметов, нормируемой величиной является освещенность, так как она значительно проще рассчитывается и не зависит от параметров освещаемых объектов.

Нормирование неравномерности распределения освещенности зависит от характера выполняемой работы. Соотношение освещенности на рабочем месте и в ближайшем окружении должно быть не более 1:0,3 …1:0,7.

Одна и та же освещенность может быть создана множеством различных способов. Известно, что присутствие в поле зрения человека каких-либо ярких предметов (лампочек, Солнца) или их отражений («зайчиков») сильно затрудняет работу глаза, а иногда делает ее просто невозможной – глаз перестает видеть нужные предметы и особенно их детали. В таких случаях у людей возникает ощущение дискомфорта, а в особо неблагоприятных случаях – чувство ослепленности. Эти ощущения зависят от яркости мешающих «зайчиков», их размеров и расположения относительно линии зрения.

В осветительных установках промышленных предприятий нормируется показатель ослепленности S, равный отношению пороговых (то есть минимально различаемых) разниц яркости объекта и фона при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения. Для расчета показателя ослепленности разработаны инженерные методики, которые приведены в СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

Для общественных зданий вместо показателя ослепленности нормируется показатель дискомфорта М. Величина М зависит от характера выполняемой работы и может принимать значения от 15 до 90.

В европейских нормах освещенности нормируется обобщенный показатель дискомфорта UGR, который может принимать значения от 14 до 27.

Нормирование коэффициента пульсаций потребовалось в связи с повсеместным внедрением газоразрядных источников света (люминесцентных, металлогалогенных, натриевых ламп). У этих ламп величина светового потока изменяется с удвоенной частотой тока сети, т.е. световой поток «пульсирует» 100 в секунду

Глаз эти мерцания не замечает, но они воспринимаются организмом и на подсознательном уровне могут вызывать неприятные явления – повышенную утомляемость, головную боль и даже стрессы. Кроме этого, при освещении пульсирующим светом вращающихся или вибрирующих предметов возникает так называемый «стробоскопический эффект», когда при совпадении частоты вращения или вибрации с частотой пульсаций света предметы кажутся неподвижными, а при неполном совпадении – вращающимися с очень малыми скоростями. Это вызывает у людей ошибочные реакции и является одной из серьезных причин травматизма на производстве.

Глубина пульсаций измеряется коэффициентом пульсации освещенности

, (1.17)

где Е_mах и E_min – максимальное и минимальное значения освещенности за полупериод сетевого напряжения.

Российскими Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.21/2.11/1278-03 установлено, что глубина пульсации освещенности на рабочих местах не должна превышать 0,2, а для некоторых видов производства – 0,15. В помещениях, оснащенных компьютерами, глубина пульсаций освещенности на рабочих местах должна быть не более 0,05.

В ряде случаев род работы требует четкого различения цвета предметов и их деталей. Это особенно необходимо там, где именно цвет является важнейшим критерием качества продукции – в полиграфии, текстильной промышленности, в некоторых магазинах и т.п. Поэтому для целого ряда рабочих мест нормируется еще один качественный показатель освещения – общий индекс цветопередачи R_a.

Индекс цветопередачи (коэффициент цветопередачи) – параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света.

Зрительный аппарат человека сформировался за многие тысячи лет эволюции в условиях, когда единственным источником света было Солнце. Мы привыкли считать правильными те цвета предметов, которые они имеют при солнечном освещении. С конца 19-го века в жизнь людей стали активно вторгаться электрические источники света. Пока были только тепловые источники света (лампы накаливания), имеющие сплошной спектр излучения, зрительный аппарат человека подсознательно вносил коррективы в восприятие цветов при искусственном освещении, и проблем с оценкой качества цветопередачи не возникало.

Положение резко изменилось с массовым внедрением газоразрядных источников света, имеющих не сплошной, а линейчатый или полосчатый спектр излучения. Люди стали замечать, что при освещении таким светом цвет предметов изменяется, и иногда изменение цвета бывает настолько сильным, что предметы становятся трудноузнаваемыми. Поэтому в 70-е годы минувшего века была выработана методика оценки качества цветопередачи при освещении искусственным светом.

Международными организациями было выбрано и согласовано несколько типов предметов, цвет которых оценивался при освещении их различными источниками света: человеческая кожа, зеленые листья растений и т.п. – всего 14 образцов. Оценки качества цветопередачи каждого из таких предметов при освещении их оцениваемым источником света по сравнению с освещением «стандартным» источником были названы «частными индексами цветопередачи R_i, а средняя из полученных 14-ти оценок – общим индексом цветопередачи R_a. За «стандартный» источник был принят свет тепловых излучателей, то есть ламп накаливания – их общий индекс цветопередачи по соглашению равен 100. Таким образом, у всех ламп накаливания R_a = 100; у всех газоразрядных ламп R_a < 100.

В мире принята следующая система оценки качества цветопередачи:

- R_a > 90 – отличное качество;

- 90 > R_a > 80 – очень хорошее;

- 80 > R_a > 70 – хорошее;

- 70 > R_a > 60 – удовлетворительное;

- 60 > R_a a > 40 – приемлемое;

- R_a < 40 – плохое.

В российских нормах освещения установлено, что для предприятий полиграфической, текстильной, лакокрасочной отраслей промышленности, а также для хирургических отделений больниц R_a должен быть не ниже 90.

Кроме светотехнических величин, СНиП 23-05-95 и другие российские нормативные документы регламентируют и энергетические параметры осветительных установок. С целью максимальной экономии электроэнергии нормируется удельная установленная мощность осветительной установки, то есть полная электрическая мощность (с учетом потерь в аппаратуре включения), деленная на площадь освещаемого помещения. Например, максимальная удельная установленная мощность осветительных установок административных зданий при нормируемой освещенности 500 лк составляет 42 Вт/м². С этой же целью прямо оговариваются и параметры источников света. Так, указано, что для общего освещения должны использоваться газоразрядные лампы со световой отдачей не ниже 55 лм/Вт; использование ламп накаливания допускается только для удовлетворения архитектурно-художественных требований и для освещения некоторых взрывоопасных помещений.

В нашей стране основным нормативным документом, определяющим требования к освещению, являются Санитарные правила и нормы СанПиН 2.21/2.11/1278-03. Требования к освещению конкретных типов помещений, рабочих мест, видов деятельности изложены в СНиП-23-05-95 и различных отраслевых нормах.

Европейские нормы освещенности EN 12464-1 мало отличаются от российских норм – в них регламентируются те же самые параметры освещения. Имеются некоторые различия в значениях нормируемых параметров. Как правило, в европейских нормах требования несколько выше.

Нормы освещения производственных и общественных зданий и сооружений, жилых помещений, а также территорий вне зданий, установленные СНиП 23-05-95, приведены в табл. 1.2, 1.3, 1.4. Нормируемые значения освещенности приводятся в точках ее минимального значения на рабочей поверхности внутри помещений для разрядных источников света, для наружного освещения – для любых источников света.

Нормированные значения освещенности в люксах, отличающиеся на одну ступень, следует принимать по шкале: 0,2: 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10; 15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000 лк.

В табл. 1.2 приведены нормы Е_норм по освещению жилых, общественных и административных помещений. Величина освещенности зависит от характеристики зрительной работы, размера объекта различения и относительной продолжительности зрительной работы, определяющих разряд (А, Б, … З ) и подразряд (1, 2) зрительной работы.

В табл. 1.3 приведены нормы по освещению помещений промышленных предприятий. Величина освещенности зависит от характеристики зрительной работы и размера объекта различения, определяющих разряд зрительной работы (I…VIII). Каждый разряд делится на подразряды зрительной работы (а, б, в, г), характеризуемые контрастом объекта с фоном (малым, средним, большим) и характеристикой фона (темный, средний, светлый).

В процессе эксплуатации осветительной установки освещенность на рабо­чих поверхностях уменьшается вследствие уменьшения со временем светового потока из-за загрязнения ламп, осветительной арматуры и отражающих по­верхностей (стен и потолков). Поэтому для обеспечения нормируемой освещенности Е_норм расчетную освещенность Е_р принимают с учетом коэффициента запаса:

. (1.18)

где К_з – коэффициент запаса, принимаемый для ламп накаливания К_з = 1,3 … 1,7; для газоразрядных ламп К_з = 1,5 … 2,0.

Аварийное освещение должно создавать освещенность на рабочих местах, равную 5 % от освещенности, нормируемой для рабочего освещения при системе об­щего освещения, но не менее 2 лк.

Освещение безопасности должно создавать на рабочих поверхностях в производственных помещениях и на территориях предприятий, требующих обслуживания при отключении рабочего освещения, наименьшую освещенность в размере 5 % от освещенности, нормируемой для рабочего освещения от общего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территорий предприятий.

Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов (или на земле) и на ступенях лестниц:

- в помещениях – 0,5 лк;

- на открытых территориях – 0,2 лк.

В табл. 1.4 приведены нормы по освещению улиц, дорог и площадей городской территории.

Из табл. 1.4 видно, что для улиц, дорог и площадей, кроме освещенности, нормируется еще и яркость дорожного покрытия. Нормирование яркости принято по причине выраженной направленности отражения современных дорожных покрытий. Яркость дорожного покрытия выбирается из условий, обеспечивающих своевременное обнаружение водителями препятствий и принятие необходимых мер.

Таблица 1.2

Освещение жилых, общественных и административных помещений

Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта  различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Относительная продолжительность зрительной работы при направлении зрения на рабочую поверхность, %	Освещенность Енорм на рабочей поверхности от системы общего освещения, лк
Различение объектов при фиксированной и нефиксированной линии зрения:
а) очень высокой точности	от 0,15 до 0,30	А	1 2	не менее 70 менее 70	500 400
б) высокой точности	от 0,30 до 0,50	Б	1 2	не менее 70 менее 70	300 200
в) средней точности	более 0,5	В	1 2	не менее 70 менее 70	150 100
Обзор окружающего пространства при кратковременном различении объектов:
а) при высокой насыщенности помещений светом	-	Г		-	300
б) при нормальной насыщенности помещений светом	-	Д		-	200
в) при низкой насыщенности помещений светом	-	Е		-	150
Общая ориентировка в пространстве интерьера:
а) при большом скоплении людей	-	Ж	1 2	-	75
б) при малом скоплении людей	-			-	50
Общая ориентировка в зонах передвижения:
а) при большом скоплении людей	-	З	1 2	-	30
б) при малом скоплении людей	-			-	30

Таблица 1.3

Освещение помещений промышленных предприятий

Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта с фоном	Характеристика фона	Освещенность Енорм, лк
						при системе комбиниро- ванного освещения		при системе общего освещения
						всего	в том числе от общего
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Наивысшей точности	менее 0,15	I	а б в г	малый малый средний малый средний большой средний большой большой	темный средний темный светлый средний темный светлый светлый средний	5000 4000 3500 2500 2000 1500 1250	500 400 400 300 200 200 200	- 1250 1000 750 600 400 300
Очень высокой точности	0,15…0,3	II	а б в г	малый малый средний малый средний большой средний большой большой	темный средний темный светлый средний темный светлый светлый средний	4000 3000 2500 2000 1500 1000 750	400 300 300 200 200 200 200	- 750 600 500 400 300 200
Высокой точности	0,3…0,5	III	а б в г	малый малый средний малый средний большой средний большой большой	темный средний темный светлый средний темный светлый светлый средний	2000 1000 750 750 600 400	200 200 200 200 200 200	500 300 200 300 200 200
Средней точности	0,5…1,0	IV	а б в г	малый малый средний малый средний большой средний большой большой	темный средний темный светлый средний темный светлый светлый средний	750 500 400	200 200 200	300 200 200 200
Окончание табл. 1.3
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Малой точности	1…5	V	а б в г	малый малый средний малый средний большой средний большой большой	темный средний темный светлый средний темный светлый светлый средний	400	200	300 200 200 200
Очень малой точности	более 5	VI						200
Работа со светящимися материалами	более 0,5	VII						200
Общее наблюдение за ходом производственного процесса: постоянное; периодическое при постоянном пребывании людей; периодическое при периодическом пребывании людей		VIII	а б в г					200 75 50 20
Общее наблюдение за инженерными коммуникациями

Примечания.  1. Освещенность при использовании ламп накаливания следует снижать по шкале освещенности:

- на одну ступень при системе комбинированного освещения, если нормируемая освещенность составляет 750 лк и более;

- на одну ступень при системе общего освещения для разрядов I-V, VI;

- на две ступени при системе общего освещения для разрядов VI и VIII.

2. Фон поверхности считается светлым, если коэффициент отражения этой поверхности >0,4; средним – если 0,2<<0,4; темным – если <0,2.

Таблица 1.4

Освещение улиц, дорог и площадей

Категория объекта по освещению	Улицы, дороги и площади	Наибольшая интенсивность движения транспорта, ед/ч	Средняя яркость покрытия, кд/кв.м	Средняя горизонтальная освещенность покрытия, лк
А	Магистральные дороги, магистральные улицы общегородского значения	свыше 3000 от 1000 до 3000 от 500  до 1000	1,6 1,2 0,8	20 20 15
Б	Магистральные улицы районного значения	свыше 2000 от 1000 до 2000 от    500  до 1000 менее 500	1,0 0,8 0,6 0,4	15 15 10 10
В	Улицы и дороги местного значения	500 и более менее 500 одиночные  автомобили	0,4 0,3 0,2	6 4 4