физика / СНиП - естеств. и искусств.освещение / Потиенко - Проектир.искусств.освещения. 2013

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Н.Д. Потиенко

Проектирование искусственного освещения помещений общественного назначения

Учебное пособие

Печатается по решению редакционно-издательского совета от 20.04.2012 г.

Самара

2013

1

УДК 628.93 П 64

Проектирование искусственного освещения помещений обще-

ственного назначения: учебное пособие / Н.Д. Потиенко. – Самара:

СГАСУ, 2013. – 196 с.

ISBN 978-5-9585-0489-3

Излагаются рекомендации по проектированию искусственного освещения помещений общественного назначения и даются краткие сведения о них. Представлен обширный нормативно-справочный и иллюстративный материал, необходимый для выполнения расчётно-графической работы по разделу «Архитектурная светотехника» дисциплин «Архитектурная физика» и «Основы архитектурной физики», а также для лучшего усвоения лекционного материала по теме искусственного освещения.

Учебное пособие предназначено для выполнения расчётно-графи- ческой работы студентами, обучающимися по направлению подготовки 270100 «Архитектура» дневной формы обучения (3 курс), и студентами, обучающимися по направлению подготовки 270300 «Дизайн архитектурной среды» дневной формы обучения (4 курс).

Рецензенты: к. арх., проф. кафедры «Градостроительство»Н.А.Лекарева; к. арх., проф., зав. каф. АЖОЗ СГАСУ В.П. Генералов.

УДК 628.93

ISBN 978-5-9585-0489-3

© Н.Д. Потиенко, 2013 © СГАСУ, 2013

2

введение

Освещение в жизни человека играет важную роль. Благодаря свету происходит обмена веществ в организме, поддерживается «стойкость» к внешнему неблагоприятному воздействию внешней среды. Если организму не станет хватать света, могут: нарушиться обменные процессы в организме, ухудшиться иммунная система, развиться сердечнососудистые заболевания. От нехватки света страдает и зрение. Статистика показывает, что в наши дни около 25 % выпускников школ носят очки. Одна из причин – нарушение норм освещённости в классах. При низкой освещённости понижается работоспособность организма: постоянно клонит в сон, отмечается апатичность, присутствует слабость, могут возникать боли в конечностях, повышаются жалобы на головные боли. Кроме того, недостаток ультрафиолета, который влияет на выработку гормона радости – серотонина, в зимнее время года является причиной столь распространённой сезонной депрессии.

Искусственный свет даёт возможность продлить световой день, а, следовательно, продолжительность активной деятельности человека, поставить эту деятельность вне зависимости от природной световой среды. Исследования показывают, что более высокие уровни освещённости, особенно зимой, позволяют дольше сохранять бодрость, способны компенсировать дефицит естественного освещения и устраняют многие причины стресса. Освещение, кроме того, может оказывать оздоравливающее влияние на организм, с помощью электроламп, излучающих не только видимый спектр, но и значительное количество УФ света.

В современном архитектурном проекте свет выступает как инструмент, с помощью которого архитектор и дизайнер воплощает в жизнь свои идеи, достигая лучшей визуализации объекта, либо отдельной плоскости, воспринимаемой как законченная картина, на которой отражены предметы интерьера. Дизайн внутренних интерьеров создаётся не только с помощью формы, размера и цвета светильников, но и с помощью освещения, где свет выступает как материал, заполняющий пространство, и от его насыщенности и тона зависит восприятие всего интерьера. Освещение влияет на ощущение пространства, формы, цвета, фактуры, может выгодно подчеркнуть одни детали интерьера и завуалировать другие. Психологическое воздействие, оказываемое светом, влияет также на формирование определённого настроения у человека. Освещение может служить разделителемпространства–всочетаниислёгкимипрозрачнымитканями он даёт эффект «лёгкой» перегородки, причём таким образом, что с её од-

3

ной стороны не будет вообще ничего видно, с другой же будет видно всё. При использовании в светильниках цветных фильтров архитектор выступает в роли художника, придавая стенам интерьера определённо заданный тон. С помощью данной технологии и проекционного графического света появляется возможность экспериментировать и создавать реальные иллюзии явлений природы, например эффект ветра на кухне или эффект жилого огня вместо камина в гостиной и иллюзии пребывания человека в другой среде.

Искусственный свет, конечно, полностью не может заменить свет природный, но без него было бы невозможно развитие цивилизации.

4

1. Характеристики искусственного освещения

Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эва-

куационное (аварийное освещение при эвакуации), охранное. При необхо-

димости часть светильников того или иного освещения может использо-

ваться для дежурного освещения [10, 11].

Рабочее освещение следует предусматривать для всех помещений зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта. Рабочее искусственное освещение может быть запроектировано общим равномерным, локализованным (с учётом расположения рабочих мест) или комбинированным, когда общее освещение дополняется местным – на рабочих местах.

Выбор системы освещения зависит от характера зрительной работы, экономических соображений и художественного замысла архитектора.

По характеру зрительной работы помещения общественных зданий делятся на различные группы.

К первой группе относятся помещения, в которых выполняется точная зрительная работа при фиксированной линии зрения работающих на рабочую поверхность (рабочие кабинеты, административно-контор- ские помещения, проектные и конструкторские бюро, читальные залы классные комнаты, аудитории и т.д.).

Ко второй группе относятся помещения, в которых различение объектов проводится при нефиксированной линии зрения, а также имеет место обзор окружающего пространства (торговые залы магазинов, залы столовых, выставочные залы, музеи, галереи, конференц-залы и залы заседаний, спортзалы, игровые и спальные помещения детских садов и т.п.).

Третья группа – это помещения, в которых обзор окружающего пространства происходит при кратковременном, эпизодическом различении объектов (зрительные залы, фойе, вестибюли, станции метрополитена, зимниесады,рекреации и т.п.).

Отдельную четвёртую группу, относящуюся не только к общественным, составляют помещения, в которых происходит общая ориентация в пространстве интерьера и в зонах передвижения (коридоры, проходы, санузлы, лестничные клетки и другие вспомогательные помещения).

Для расчётов освещения существует четыре основных фактора, харак-

теризующих количество света:световой поток, сила света, яркость и ос-

вещённость. В зависимости от ориентации поверхности, для которой приводится последний параметр, различаютгоризонтальнуюивертикальную освещённость, причём отношение вертикальной освещённости к гори-

5

зонтальной определяет качество зрительных условий. Помимо этого,

назрительныеусловиявлияетитакназываемаяноминальнаяосвещённость (Еп),средниепространственныеивременныезначениякоторойрассчитываются либо для помещения в целом, либо для его специфических зон.Тра-

диционно измерения проводят на условной плоскости, находящейся на высоте 0,85 м от пола. Важным моментом является заметное влияние на освещённость отражающих свойств поверхностей помещения и мебели.

Существует несколько стандартов, определяющих правила освещения помещения. Это немецкий DIN, британский CIBCE, американский IES NA [9]. В нашей стране основным документом на сегодняшний день, устанавливающимтребованиякосвещению,является«Сводправил»52.13330.2011 (актуализированная версия СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение»). Кроме этого документа, имеются «Санитарные правила и нормы» – СанПиН 2.21/2.1.1.1278-03», «Московские городские строительные нормы» – МГСН 2.06-99» и множество отраслевых норм. В Европе с 2003 года введены единые «Европейские нормы освещённости EN 12464-1», детализируемые в разных странах в соответствии с национальными условиями [9]. В России только начинает проводиться работа по приведению отечественных норм в соответствие с общеевропейскими.

1.1. Количественные характеристики искусственного освещения

Общепринято количественные требования к освещению опреде-

лять нормированной освещённостью на рабочей поверхности. Действующие отечественные строительные нормы устанавливают наименьшую освещённость рабочей плоскости, исходя из требований хорошей видимости объектов различения [11], в то время как в большинстве стран – это средняя освещённость [9]. При наличии утверждённых отраслевых норм освещённости для определённых объектов следует пользоваться этими нормами. При комбинированной системе освещения общая освещённость должна составлять не менее 10 % нормативной освещённости на рабочей плоскости,апоабсолютнымзначениям–неменее150лкинеболее500лк. Уровень нормируемой освещённости обычно устанавливается с учётом технико-экономических и энергетических затрат, а также технических параметров источников света и осветительных приборов на период разработки нормативных документов.

Явные тенденции старения работающего населения, наблюдаемые во всем мире, служат основой для увеличения нормируемых уровней осве-

6

щённости (на одну ступень шкалы для помещений общественных зданий, где более половины работающих старше 40 лет).

Заметной тенденцией в нормировании освещённости последних лет стала её так называемая неоднородность или неравномерность. Так, если

впрежние годы устанавливаемые уровни освещённости являлись средней (или минимальной) освещённостью для любой точки помещения, то теперь

встандартах МКО (международная комиссия по освещению) нормируемые уровни освещённости определены как средние значения в пределах рабочей зоны [9]. Эти уровни не зависят ни от типа источника света, ни от принятой системы освещения, при этом уровни освещённости в зоне окружения, прилегающей к рабочей зоне, должны составлять не менее 60 % от освещённости рабочего места. Новый стандарт даёт возможность создавать функциональное освещение в зависимости от планировки помещения, энергоэффективное и комфортное одновременно. Это становится возможным благодаря развитию технических средств освещения, особенно систем управления освещением. С позиций отечественных норм понятия зон идентичны зонам действия светильников местного и общего освещения при системе комбинированного освещения, допускаемого в помещениях административных зданий.

Искусственнаяосвещённостьпомещениянаходитсяобычновпределах от 100 лк до 500 лк и определяется требованиями стандартов или рекомендаций РФ [11]. За рубежом схожие рекомендации в последнее время были значительно переработаны и уровни освещённости были качественно увеличены(например,исследованияосвещённостивофисахпоказали,чтовысокие уровни дополнительного электрического освещения 700-800 лк более предпочтительны)[9].Значениянормосвещённостиявляютсявеличинами, ниже которых освещённость не должна быть ни в какой момент эксплуатации. В то же время в системах искусственного освещения в течение времени эксплуатации происходит снижение освещённости в результате:

•Спада светового потока ламп вследствие их старения.

•Выхода из строя ламп в течение срока эксплуатации.

•Загрязнения оптической системы светильников.

•Загрязнения светопропускающих поверхностей источников света.

•Спада КПД светильников вследствие старения светоотражающих материалов.

Кроме того, происходит снижение коэффициентов отражения ограждающих поверхностей помещения из-за их загрязнения. Для учёта снижения освещённости в процессе эксплуатации систем освещения вводится коэффициент запаса (Кз), который зависит от содержания пыли и состо-

7

яния среды в помещениях, частоты чисток светильников и принимает значения от 1,2 до 2.0. Значения коэффициента запаса для осветительных установок искусственного освещения могут быть снижены в зависимости от эксплуатационных групп светильников, определяемых конструктивносветотехнической схемой светильника, типом материала или покрытия отражателя и рассеивателя светильника, типом используемого источника света [11]. Коэффициенты запаса установлены с учётом количества чисток в год. В зарубежных нормах и стандартах для учёта данного фактора используется коэффициент эксплуатации MF [9]. С отечественным коэффициентом запаса он связан соотношением МF = 1/Кз.

1.2.Качественные характеристики искусственного освещения

Основными характеристиками качества освещения, нормируемыми

внастоящее время, являются:

•постоянство освещённости рабочих поверхностей;

•распределение яркости поверхностей, находящихся в поле зрения, блёсткость, прямая и отражённая;

•показатель дискомфорта искусственного освещения;

•насыщенность помещения светом;

•пульсация светового потока.

При проектировании искусственного освещения ряд качественных показателей не нормируется, и автору предоставляется определённая творческая свобода при разработке световой архитектуры интерьера. От решения таких задач, как выбор спектрального состава излучения светильников, распределения в пространстве яркостей и света от поверхностей, направления светового потока и других, во многом зависит качество проектируемой световой среды.

В нормах освещения регламентируется равномерность распределения яркости на рабочей поверхности и в освещаемом пространстве путём указания максимально допустимых соотношений яркости различных поверхностей или путём предъявления определённых требований к распределению освещённости и к отражающим свойствам поверхностей, находящихся в поле зрения [11]. Центральная часть поля зрения, где производится зрительная работа, не должна быть темнее окружения или много светлее его. В то же время яркость поля зрения не должна быть равномерна, что выявляет неприятное ощущение монотонности. Наилучший вариант, когда яркость окружения несколько меньше яркости центра.

8

В отечественных нормах регламентируется только равномерность распределения освещённости по помещению. Отношение Lмин/Lмакс должно быть не менее 0,33 для зрительных работ I-II разрядов, 0,2-0,5 для зрительных работ IV-VIII разрядов [11]. В европейских нормах нормируемые освещённости определены как средние значения в пределах рабочей зоны [9]. Освещённость в зоне окружения, прилегающей к рабочей зоне, выбирается, как правило, меньшей. В каждой из зон должна быть обеспеченатребуемаяравномерностьосвещенияLмин/Lмакс:неменее0,7-0,8 в рабочей зоне и не менее 0,5 в зоне окружения.

Планирование освещения следует совмещать с выбором цвета потолка. Наиболее выгодным в этом плане является белый цвет, лучше других отражающий дневной и электрический свет. Хорошо отражающий свет потолок позволяет не только зрительно расширить помещение, но и значительно сэкономить на электроэнергии. Однако выбирая материалы для устройства потолочного покрытия, необходимо учитывать и ряд требований, среди которых отсутствие бликов и отражений света.

Светоотражение– величина, выраженная в процентах, и показывающая, какая часть света отразилась от поверхности. Чем ниже коэффициент отражения света имеет поверхность, тем больше источников освещения потребуется в помещении. Выбор в качестве светильников подвесных моделей предполагает минимальное значение коэффициента отражения света 70 %. Источники рассеянного света предполагают более высокий уровень, его нижняя граница – 80 %. Рассеивающие светильники дают мягкий комфортный свет, но общая освещённость помещения в гораздо большей степени зависит от светоотражающей способности потолка.

Светорассеивание – величина, равная отношению рассеянного световогопотокакобщемуотражённому.Чембольшеэтозначение,выраженное в процентах, тем меньшим будет отблеск от источника света. Способность рассеивать свет – равномерно распространять его в разные стороны – значительно снижает эффект ослепления. Лучшие показатели по светорассеиванию демонстрируют потолки с матовой поверхностью.

Распределение яркости в помещении зависит от распределения освещённости и отражающих свойств поверхностей в интерьере. Человеческий глаз обладает способностью адаптации к перепадам яркости, тем не менее, когда эти перепады чрезмерно выражены, может возникать

зрительное утомление.

Частный случай неравномерного распределения яркости представляет собой блёсткость – явление, возникающее при попадании в поле зрения компактных ярких пятен. Все виды блёсткости существенно снижают зри-

9