13.4.4. Методы контроля параметров освещения

Для проверки соответствия условий освещения требованиям норм осуществляются замеры, визуальная оценка или определение расчетным путем нормируемых показателей освещения.

Определение освещенности, КЕО в помещениях зданий и сооружений и на рабочих местах, в местах производства работ вне зданий, освещенности улиц, дорог, площадей и тоннелей осуществляется на основании замеров, проводимых в соответствии с ГОСТ Р 54944-2012 “Методы измерения освещенности“.

Для измерения освещенности следует использовать средства измерений - люксметры с измерительными преобразователями излучения, имеющими предел допускаемой относительной погрешности не более 10% с учетом погрешности спектральной коррекции, определяемой как отклонение относительной спектральной чувствительности измерительного преобразователя излучения от относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения по ГОСТ 8.332, погрешности калибровки абсолютной чувствительности и погрешности, вызванной нелинейностью световой характеристики.

Люксметры должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке средств измерений. Поверка люксметров осуществляется органами стандартизации и метрологии.

Для измерения напряжения в сети следует применять вольтметры класса точности не ниже 1,5 по ГОСТ 8711.

Перечень рекомендуемых средств измерения:

1. Люксметр типа Аргус 01.

2. Люксметр-пульсметр типа "Аргус 07".

3. Люксметр типа ТКА-Люкс.

4. Люксметр типа ТКА-ПКМ, модель 02.

5. Люксметр типа ТКА-ПКМ, модель 08.

6. Люксметр типа ТКА-ПКМ, модель 31.

7. Люксметр типа TESTO 0500 (Германия).

8. Люксметр типа "Pocket-Lux2" фирмы LMT (Германия).

9. Многоканальный радиометр "Аргус".

10. Люксметр-яркомер типа ТЕС-0693 (Украина).

11. Люксметр-яркомер типа ТКА, модель 04/3.

12. Люксметр-яркомер "Аргус 12".

13. Люксметр-яркомер-пульсметр "Эполайт-01".

14. Люксметр-яркомер-пульсметр "Эполайт-02".

Показатель ослепленности и коэффициент пульсации определяются расчетными методами, рассмотренными ниже.

13.5. Расчет параметров естественного и искусственного освещения

13.5.1. Расчет искусственной освещенности

Освещенность на рабочей поверхности создается световым потоком, поступающим непосредственно от светильников (прямая составляющая освещенности) и отраженным, падающим на расчетную поверхность в результате многократных отражений от стен, пола, потолка, оборудования (отраженная составляющая освещенности) [3].

Прямая составляющая освещенности рассчитывается на основе кривой силы света светильника и расположения светильника относительно выбранной точки на рабочей поверхности.

Отраженная составляющая освещенности определяется светораспределением светильников, отражающими свойствами ограждающих поверхностей, а также соотношением размеров освещаемого помещения.

Метод расчета прямой составляющей освещенности выбирается в зависимости от применяемых светящих элементов осветительной установки, которые делятся на три группы:

- точечные;

- линейные;

- светящие поверхности.

Подход к расчету отраженной составляющей является общим для всех групп светящих элементов, он заключается в определении первоначально попавшего от светильников светового потока на отражающие поверхности ограждающих помещение конструкций.

В случае точечного светящего элемента с симметричным светораспределением прямая составляющая освещенности Е_А в расчетной точке А выражается законом квадратов расстояний:

где I_a -– сила света, определяемая по кривой силы света светильника и углу α, кд; α – угол, определяющий направление силы света в расчетную точку, град.; h – высота расположения светильника относительно расчетной плоскости, м.

Расчеты с излучателями, образующими светящие линии, основаны на представлении силы света каждым элементарным участком линии. Освещенность, создаваемая светящей линией в расчетной точке, определяется интегрированием по всей ее длине. Освещенности от светящихся поверхностей рассчитываются с учетом размеров и законов распределения излучения от всех элементарных участков.

Расчет освещенности с учетом прямой и отраженной составляющей (независимо от типа светящего элемента) в наиболее простом случае, когда распределение светового потока по расчетной плоскости близко к равномерному, производится методом коэффициента использования осветительной установки. В этом случае определяется освещенность не в точке, как в рассмотренных выше случаях, а средняя освещенность расчетной плоскости.

Коэффициент использования осветительной установки η, под которым принято понимать отношения светового потока, падающего на расчетную плоскость F_р, к световому потоку источника света F_л, определяется по формуле:

где n – число источников света.

Коэффициент использования осветительной установки, характеризующий эффективность использования светового потока источника света, определяется, с одной стороны, светораспределением и размещением светильников, а с другой – соотношением размеров освещаемого помещения и отражающими свойствами его поверхностей (рис. 13.7).

Рис. 13.7. Графики зависимости коэффициента использо­вания η от индекса помещения i для светильников рассеянного света

Индекс i помещения для светильника рассеянного света определяется выражением:

где a, b и h - соответственно длина, ширина помещения и расчетная высота подвеса светильника. Кривые на рис. 13.7 соответствуют: 1 – ρ_п = 0,7; ρ_с = 0,5; ρ_р = 0,3 (коэффициенты отражения соответственно потолка, стен и расчетной поверхности или пола); 2 – ρ_п = 0,7; ρ_с = 0,5; ρ_р = 0,1; 3 – ρ_п= 0,5; ρ_с = 0,3; ρ_р = 0,1; 4 – ρ_п = 0,3; ρ_с = 0,1; ρ_р = 0,1.

При известном значении коэффициента использования осветительных установок η среднюю освещенность Е_ср можно определить из следующего выражения:

где S_p – площадь расчетной поверхности, м²; К₃ – коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светильников, а также снижение отражающих свойств поверхностей помещения.

Таким образом, применяемые методы расчета освещенности можно свести к двум основным: точечному и методу коэффициента использования светового потока. В принципе оба метода равноправны, области их применения и значительной степени пересекаются, но между ними есть существенные отличия.

Точечный метод, главным образом, применяется для определения минимальной освещенности, регламентируемой нормами. Он используется в следующих случаях:

- при отсутствии необходимости учета отраженной составляющей освещенности;

- при определении освещенности наклонных поверхностей;

- при повышенной неравномерности распределения освещенности по помещению;

- при использовании концентрированного светораспределения;

- при необходимости учета возможных затенений.

Метод коэффициента использования светового потока предназначен для определения средней освещенности. Средняя освещенность может быть рассчитана на как угодно расположенной поверхности, но наиболее употребительные формы этого метода предназначены для расчета только горизонтальной освещенности. Этот метод целесообразен во всех случаях, когда расчет ведется по средней освещенности и, в частности, для расчета общего равномерного освещения административных помещении, а также общего равномерного освещения производственных помещении светильниками, не относящимися к классу прямого света.

Имеются случаи, при которых ни один из указанных методов расчета в отдельности не дает точных результатов. К таким случаям относится, например, расчет освещения наклонных поверхностей в помещениях светильниками, не относящимися к классу прямого света. В этом случае прямая составляющая освещенности определяется точечным методом, а отраженная – методом коэффициента использования.

Известен метод удельной мощности, который применяется для приближенного предварительного определения установленной мощности осветительной установки:

где Р_уд – удельная установленная мощность, Вт/м²; Р_л - мощность лампы, Вт; n – число ламп в помещении, шт.; S – площадь помещения, м².

Удельная мощность - это справочное значение. Для того, чтобы правильно выбрать величину удельной мощности необходимо знать тип светильников, нормированную освещенность, коэффициент запаса (при его значениях, отличающихся от указанных в таблицах, допускается пропорциональный пересчет значений удельной мощности), коэффициенты отражения поверхностей помещения, значения расчетной высоты и площадь помещения. Расчетное уравнение для определения мощности одной лампы: