§ 32. Нормирование искусственного и естественного освещения

Согласно действующим Строительным нормам и правилам СНиП П-4—79 для искусственного освещения регла­ментирована наименьшая допустимая освещенность рабочих мест, а для естественного и совмещенного — коэффициент естественной освещенности КЕО.

Нормы освещенности построены на основе классификации зрительных работ по определенным количественным признакам. Ведущим признаком, определяющим разряд работы, является размер различаемых деталей. В свою очередь разряды делят на четыре подразряда в зависимости от светлоты фона и контраста между деталями и фоном.

Нормы освещенности зависят от принятой системы освещения. Так, при комбинированном искусственном освещении, как более экономичном, нормы выше, чем при общем. При этом освещенность, создаваемая светильниками общего освещения, должна составлять 10 % от нормируемой, но не менее 150 лк.

Кроме количественных, нормируются и качественные показа­тели освещенности. Так, для ограничения неблагоприятного действия пульсирующих световых потоков газоразрядных ламп установлены предельные значения коэффициентов пульсации освещенности рабочих мест К„ в пределах 10—20 % в зависимости от разряда зрительной работьТ. "

В табл. 3 в качестве примера приведены некоторые нормы освещенности по СНиП П-4—79. В ряде случаев точное определение разряда и подразряда зрительной работы представля­ет значительную трудность даже для специалистов. Поэтому в практике проектирования, эксплуатации и санитарно-гигиениче­ского надзора за осветительными установками искусственного освещения широко используют отраслевые. нормы или ведом­ственные рекомендации, которые содержат значения освещенно­сти и другие характеристики освещения для конкретных помещений и рабочих мест. Отраслевые нормы освещенности некоторых помещений ВЦ приведены в табл. 4.

Рекомендуемая освещенность для работы с экраном дисплея составляет 200 лк, а при работе с экраном в сочетании с работой над документами — 400 лк. Рекомендуемые яркости в поле зре­ния операторов должны лежать в пределах 1:5—1:10.

§ 33. Методы расчета освещения

На стадии проектирования основной задачей све­тотехнических расчетов является определение требуемой площади светопроемов при естественном освещении и потребной мощности осветительной установки — при искусственном.

93

Наиболее приемлемыми для помещений ВЦ являются люминесцентные лампы ЛБ (белого света) и ЛТБ (тепло-белого света) мощностью 20, 40 или 80 Вт. Лампы накаливания применяют в помещениях, где выполняют работы малой точности или осуществляют общий надзор за работой оборудования, например, установок вентиляции и кондиционирования воздуха.

Для исключения засветки экранов дисплеев прямыми световыми потоками светильники общего освещения располагают сбоку от рабочего места, параллельно линии зрения оператора и стене с окнами (рис. 10). Такое размещение светильников позволяет производить их последовательное включение в зави­симости от величины естественной освещенности и исключает раздражение глаз чередующимися полосами света и тени, возникающее при поперечном расположении светильников.

Для обеспечения оптимальных условий зрительной работы операторов дисплейных устройств необходима определенная цветовая отделка помещений. Так, при использовании экранов красновато-оранжевого цвета с яркостью свечения до 15 кд/м² стену, противоположную экранам, окрашивают в насыщенный темно-коричневый цвет с коэффициентом отражения q=0,2, а остальные стены — в красно-коричневый цвет с q=0,35. При восприятии информации на экране зеленого цвета целесообразно окрашивать стену, на которую направлен взгляд оператора, в оливково-зеленый цвет с q=0,4. Окраске поверхностей следует придавать матовую фактуру.

Рис. 10. Расположение светильников общего освещения относительно рабочих

мест операторов:

/— окна; 2— ряды светильников; 3— рабочие места

92

Малый

Средний

Большой

Светлый Средний Темный

750

300

5,0

1,6

2,0

3,0

1,0

1,2

Средний Большой Большой

Светлый Светлый Средний

400

200

V. Малой точности; раз­мер объекта 1—5 мм

а	Малый	Темный	300	200
б	Малый Средний	Средний Темный	200	150
в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	—	150
г	Средний Большой Большой	Светлый Светлый Средний	—	100

3,0

0,8

1,0

0,5

0,6

Примечания: 1. В таблице приведены значения КЕО для зданий, расположенных в III поясе светового климата СССР. 2. Наименьшие размеры объекта различения установлены для расстояния не более 0,5 м от глаз. 3. Освещенность для системы комбинированного освещения является суммой от общего и местного освещения. 4. В таблице приведены нормы искусственного освещения применительно к люминесцентным лампам; правила нормирования освещенности при использовании ламп накаливания см. СНиП П-4—79.

Таблица 3

Нормы освещенности по	СНиП	11-4-79
Разряд, характеристика зрительной работы и наименьший размер объекта различения	Под-раз­ряд	Конт­раст объекта с фоном	Фон	Вид освещения
				Искусственное Естественное					Совмещенное
				при комбинированном освещении	при общем освещении	при верхнем или верхнем и боковом	при боковом освещении		при верх­нем или верхнем и боковом	при боковом освещении
							в зоне с устойчи­вым снеж­ным по­кровом	на осталь­ной тер­ритории		в зоне с устойчи­вым снеж­ным по­кровом	на осталь­ной терри­тории
				Е, лк ' КЕО, %
I. Наивысшей точности; размер объекта менее 0,15 мм	а	Малый	Темный	5000	1500	10	2,8	3,5	6,0	1,7	2,0
	б в	Малый Средний	Средний Темный	4000	1250
		Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	2500	750
	г	Средний Большой Большой	Светлый Светлый Средний	1500	400
III. Высокой точности; размер объекта 0,3— 0,5 мм	а	Малый	Темный	2000	500
	б	Малый Средний	Средний Темный	1000	300

пускания стекла, потерь света в переплетах окна, слоя его загряз­нения, наличия солнцезащитных конструкций перед окнами.

Размеры световых проемов можно конструктивно изменять в пределах от + 5 до — 10% в сравнении с вычисленными, Считается, например, что площадь световых проемов в помеще-нии для работы с дисплеями должна составлять 25% площади пола.

Все применяемые методы расчета искусственного освещения основаны на двух формулах (2) и (3), связывающих освещен­ность с характеристиками светильников и ламп. Метод, осно­ванный на формуле (2), носит название метода коэффициента использования светового потока. Он предназначен для расчета освещенности общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей. Метод, основанный на формуле (3),—точечный ме­тод. Он применяется для расчета местного, общего равномерного и локализованного освещения при любом расположении осве­щаемых поверхностей, а также в качестве проверочного.

Расчетным уравнением метода коэффициента использования светового потока является

(4)

где Е_и — нормируемая минимальная освещенность, лк (см. табл.

3 и 4); k₃ — коэффициент запаса, учитывающий запыление светильников и износ источников света в процессе эксплуатации; z—коэффициент неравномерности освещения; N— число све­ тильников, определяемое из условия создания равномерного освещения всей площади помещения; т) — коэффициент исполь­ зования излучаемого светильниками светового потока, который показывает, какая часть от общего светового потока прихо­ дится на расчетную плоскость; у — коэффициент затенения.

По формуле (4) рассчитывают световой поток лампы Ф_л или ламп в светильнике Ф_св, необходимый для создания на рабочих поверхностях освещенности не ниже нормируемой на все время эксплуатации осветительной установки. При этом численные значения отдельных величин в формуле (4) принимают следующими.

Для помещений ВЦ, освещаемых люминесцентными лампами, и при условии чистки светильников не реже двух раз в год *з=1,4...1,5.

При оптимальном (из условия создания равномерного освещения) расположении светильников коэффициент неравно­мерности 2=1,1...1,2.

Коэффициент затенения у вводится в расчет для помещений с фиксированным положением работающих, а также при наличии крупногабаритных предметов и принимается равным 0,8...0,9.

Коэффициент использования светового потока т] зависит от типа светильника, коэффициентов отражения светового потока от

4 Зак. 2533 97

Таблица 4

Нормы освещенности для помещений ВЦ

	Плоскость	Норма освещенности, лк		ЛП, /о.
	нормировзния
Помещения	освещенно-	при комби-	при общем	не более
	сти — ее вы-	нированном	освещении
	сота от	освещении
	пола, м
Машинный зал	Г—0,8	750	400	15
Для персонала, осуществля-	Г—0,8	750	400	15
ющего эксплуатацию ЭВМ
Для хранения носителей ин-	—	—	300	20
формации
Архивы бумажных и маг-	—	—	300	20
нитных носителей информа-
ции
Для размещения вентиляци-	Г—0,8	—	20*	—
онного оборудования
Для размещения кондицио- UunriD	Г—0,7	—	75	—
ncpUB Электропитания и щитовые	В—1,5	—	50*	—
Для персонала, осуществля-	Г—0,8	750	400	15
ющего техническое обслу-
живание ЭВМ
Аналитическая лаборатория	Г—0,8	—	400	10
Для хранения запасных де-	Г—0,8	—	300	20
талей, инструментов и при­боров Канцелярия
	Г—0,8	750	400	15
Зал заседаний и учебной под-	Г—0,8	—	300	15
готовки
Санитарно-бытовые	Пол	—	75	_
Гардеробная	Пол	—	150

Примечание. Г — горизонтальная плоскость, В — вертикальная плос­кость.

*Освещенность приведена для ламп накаливания (рекомендуемого источ­ника света).

Требуемую площадь светового проема, м², например, при боковом естественном освещении определяют по приближенной формуле

- _

КЕО_Н — нормируемое

где S_n — площадь пола помещения,

рру

значение коэффициента естественной освещенности; е_ок — свето­вая характеристика окна; k_3a — коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями; k₃—коэффициент запаса, зависящий от концентрации пыли в помещении и от периодичности очистки стекол; т_Общ — общий коэффициент свето-пропускания, определяется в зависимости от коэффициента про-

96

этого метода. В частности, для люминесцентного освещения очень удобны справочные графики, один из которых приведен на рис. 11. На таких графиках необходимое число светильников N% определяется в функции площади освещаемого помещения. Следует заметить, что графики дают достаточно точные результаты только в пределах «паспортных данных»: расчетная высота h, коэффициенты отражения потолка о„, стен q_c, пола Q_n0Jia, коэффициенты k₃ и г.

Пример 2. Для условий примера 1 определить необходимое число светильников, пользуясь графиком на рис. 11. По этому графику при £=400 лк и площади S=I80 м² необходимое число светильников равно /V₂=43 шт. Согласно более точному расчету примера 1 N_s—Nn= 15X3=45 шт. Полученное расхождение в 4,4% лежит в пределах допускаемой точности светотехнических расчетов.

Для инженерных расчетов точечным методом на основании формулы (3) разработаны справочные графики и таблицы, позволяющие непосредственно или после несложных вычислений определить освещенность любой точки поверхности.

Если линейные размеры излучателей превышают 0,5 высоты установки, их рассматривают как светящие линии. Характерным примером светящих линий могут служить ряды светильников с люминесцентными лампами.

Для различных типов светильников, образующих светящие линии, построены расчетные графики линейных изолюкс (рис. 12), с помощью которых определяется относительная освещенность е, лк, т. е. освещенность при удельном световом потоке Ф6 = = 1000 лм/м и h=\ м. По графикам линейных изолюкс находят относительную освещенность е для точек, лежащих против конца светящей линии. Освещенность других точек определяют путем разделения линий на части или дополнения их N. шт

во

1 1 1

—?

30 25 20 15 12 /0 8 В 5 4 3

1*

Ф^

д.

у'

3!

' ^

^°

1

1

1

г*

£

1

>-•

I—'

»-

-

1

^**

1 1

10 15 ZO 25 30 35 40 4550 SO 70 SO 90100120140 S,M^Z

Рис. 11. График для определения числа двухламповых светильников (с лампами ЛБ-40) типа УСП 3, УСП 5, УСП 11, УСП 31, УСП 35 со сле­дующими паспортными данными: /г==2...3 м; р_п = 70%; р_с = 50%; р_Пола = = 10%; /г₃=1,5; 2=1,1

4* 99

стен q_c, потолка g_n, пола Q_n0Jia, а также геометрических размеров помещения и высоты подвеса светильников, что учитывается одной комплексной характеристикой — индексом помещения:

i=AB/[h(A+B)},

где А и В — длина и ширина помещения в плане, м; h — высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

Значения коэффициента использования светового потока т) приведены в светотехнических справочниках.

По полученному в результате расчета требуемому световому потоку выбирается ближайшая стандартная лампа. Допускается отклонение номинального потока лампы от расчетного не более чем на —10%, +20%.

Особенностью расчета освещенности от светильников с люми­несцентными лампами являются, как правило, заранее известные их тип и мощность. Поэтому расчет сводится к определению необходимого числа светильников в ряду по формуле

где п — число рядов светильников, определяемое из условия , наивыгоднейшего соотношения £=£/ft; для большинства типов светильников, применяемых на ВЦ, £=1,3... 1,4; L — расстояние между рядами светильников, м. '""'" ' '

Пример 1. Для освещения машинного зала ВЦ с размерами Л=20 м, В=9 м и высотой #=3 м предусмотрены потолочные светильники типа УСП 35 с двумя люминесцентными лампами типа ЛБ-40. Коэффициенты отражения светового по­тока от потолка, стен и пола соответственно е_п=70%, р_с=50%, §_пояя=№%. Затенения рабочих мест нет. Определить необходимое число светильников при общем равномерном освещении.

Для машинных залов уровень рабочей поверхности над полом сос­тавляет 0,8 м. Тогда h=H—0,8=2,2 м. У светильников УСП 35 наивы­годнейшее отношение Е=1,4. Отсюда расстояние между рядами светильников /,= gA= 1,4X2,2^3 м. Располагаем светильники вдоль длинной стороны помещения. Расстояние между стенами и крайними рядами светильников при­нимаем равным /«(0,3...0,5)L. При ширине машинного зала 5=9 м имеем число рядов светильников n=B/L=3

Согласно табл. 4 для машинных залов установлена норма освещен-

ности £„=400 лк. С учетом .заданных о_п. е_с. Опола ^при ' ~ 2 2 (°0 4- 9) ^{= 2}'⁸² из справочных данных находим 71=0,45.

Номинальный световой поток лампы ЛБ-40 Ф_л=3120 лм, тогда световой поток, излучаемый светильником, составит Ф_св=2Ф_л=2Х3120=6240 лм. По при­веденной выше формуле определяем необходимое число светильников в ряду:

= 14,74» 15 шт.

400 • 1,5 • 180 • 1,15

3■ 6240 • 0,45

При длине одного светильника типа УСП 35 с лампами ЛБ-40 1_СВ=\,27 м их общая длина составит №_СВ=1,27Х 15=19,05 м, т. е. светильники разме­щаются практически в непрерывный сплошной ряд, что является наиболее желательным.

Для облегчения расчетов по методу коэффициента использова­ния светового потока разработаны различные упрощенные формы

98

19м

-off

_к

*v

I0M

Рис. 15. К примеру 3

Если решается проверочная задача, фактическая осве­щенность находится по формуле

E=(0nXe)/\OOOk₃hL. (5)

Если в ряду разрывы между светильниками не превышают 0,5/г, то такой ряд рассматривают как непрерывный или сплошной.

Пример 3. Определить освещенность в точках а и б (рис. 15) от спроектиро­ванной осветительной установки (см. пример 1).

Точка а освещается шестью полурядами светильников, отмеченные цифрами от 1 до 6, точка б — тремя целыми рядами светильников. Значения р, L, р', L' и определенные по рис. 12 величины е сведены в табл. 5.

Учитывая, что Ф=Ф_св№г=280 800 лм, Z,= rt/_CByV«57 м, и принимая ц=1,1, имеем по формуле (5)

279,2

280 800 ■

1000 • 1,5 • 2,2 • 57

= 458,5 лк;

Е_к=-

1000- 1,5-2,2 • 57

= 229 лк.

Таблица 5

Расчет данных примера 3

Точка	Полуряд или ряд	Р	L	Р'	и	Относительная ос­вещенность е, лк
а	1, 2, 3, 4 5, 6	1,5 4,5	9,5 9,5	0,68 2,05	4,3 4,3	4X65=260 2X9,6=19,2
						Se=279,2
б	3—4, 5—6 1—2	1,5 4,5	19 19	0,68 2,05	оо со	2X65=130 9,6
						2е= 139,6

Примечание. Линии, для которых Z/>4, рассматриваются как бес-

конечно длинные.

101

3,0

///////// /1

0.3

Рис. 12. Линейные изолюксы светильников ОВЛ, УВЛН, УВДВ, УСП

воображаемыми отрезками, освещенность от которых затем вычитают (рис. 13).

Кривые линейных изолюкс (см. рис. 12) построены в координатной системе (р'—L'), где p'=p//i и L'=L/h — приведенные размеры (рис. 14); L — общая длина светящих линий. Для обеспечения в данной точке заданной освещенности Е необходимо иметь удельный световой поток Ф'=Ф/Ь (Ф — суммарный световой поток всех установленных источников света), определяемый по формуле

<P'=(\000Ek₃h)/ixl,E,

где ^= 1,1... 1,2— коэффициент,учитывающий отраженную сос­тавляющую света и действие удаленных светильников; Ее — сумма относительных освещен-ностей от нескольких светящих линий.

£=£₁

	£, А
	£*£, ~£2 ~^ ; г ^»

Рис. 13. Освещенность точек, не лежа- Рис. 14. Приведенные размеры при щих против конца светящей линии линейных излучателях

100