Освещение

Данные, необходимые для проектирования освещения. Наиболее приятная освещённость помещений (по субъективным ощущениям людей). Стандартное распределение светового потока в зависимости от типа светильников. Яркость первичных излучателей. Яркость вторичных излучателей. Средняя освещённость помещения. Уровни номинальной освещённости. По условиям распределения светового потока светильники делятся на пять основных групп: 1) прямого освещения; 2) преимущественно прямого освещения; 3) равномерно рассеянного освещения; 4) преимущественно отраженного освещения; 5) отраженного освещения. Расчёт светового потока. Цвет освещения и способность источников света к цветопередаче. Освещение жилых помещений. Кривые предельной яркости светильников с горизонтальной плоскостью светоизлучения. Коэффициенты использования основных типов светильников. Кривые предельной яркости вытянутых квадратных и круглых светильников. Диапазон излучения светильника, в котором должна выдерживаться предельная яркость. Коэффициенты отражения различных покрытий. Наиболее распространённые типы ламп. Величина цветового потока наиболее распространённых люминесцентных ламп (в зависимости от мощности и цвета освещения).

Освещение (DIN 5034, 5035, 5044, 67524-26, 67528, 5031). Видимые лучи, посылаемые источником света, называются световым потоком (ф), за единицу измерения которого принят люмен (лм). Если световой поток встречает на своем пути какую-либо поверхность, то эта поверхность получает определенную освещенность, измеряемую в люксах (лк), причём 1 лк = 1 лм/м2. Плотностью светового потока (L) определяется яркость излучающей свет поверхности независимо от того, сама ли она излучает свет (первичный излучатель), либо только отражает или пропускает световые лучи (вторичный излучатель, например, освещенные поверхности стен, пола, потолка). Единицы измерения яркости первичных излучателей — стильб (сб), вторичных излучателей — апостильб (асб).

Яркость первичных излучателей (асб/м2): солнечные лучи в полдень — 150000; полная луна — 0,25; люминесцентные лампы — 0,3 — 1,4; матовые лампочки накаливания — 5 — 40; газонаполненные лампочки накаливания — 200 — 2000; ртутная лампа высокого давления (с люминофором) — 4 — 15; светопрозрачная галогенная паросветная лампа — 700 — 900.

Яркость вторичных излучателей (асб/м2): потолки и стены в освещенных помещениях (в зависимости от освещенности) — 1 — 300, уличное освещение — 0,5 — 2.

Лампы с большой плотностью светового потока (лампы накаливания, смешанного света, высокого давления) требуют соответствующего экранирования. Предельная слепимость приведена в DIN 5035.

Средняя освещённость помещения определяется освещенностью горизонтальной поверхности на высоте 0,85 м от уровня пола (примерно на уровне верха стола). Помещение может иметь различную освещенность (E). Отношение Емин : Еср служит для оценки равномерности освещения (таблица).

Средняя освещенность Eср поверхности является результатом действия прямого и отраженного (от потолка, стен и пола) световых потоков.

Рекомендуемая освещенность приведена в таблице. Требования к освещенности при различных видах производственной деятельности с учетом типа помещений.

При проектировании новых производств освещенность всех рабочих мест не должна быть ниже 80% величин, приведенных в таблице. Величину освещенности, принимаемую по таблице, следует увеличить на 1 ступень в следующих случаях:

а) при особо сложных условиях работы, связанных с отражающей способностью, окраской и контрастностью обрабатываемых деталей и скоростью рабочего процесса;

б) в рабочих помещениях без окон или без достаточного естественного освещения;

в) в рабочих помещениях, где трудятся в основном люди пожилого возраста.

В помещениях, предназначенных для длительного пребывания людей, номинальная освещенность должна быть ≥ 120 лк, а уровни 1 — 3 достаточны для транспортных зон и подсобных помещений.

По условиям распределения светового потока светильники делятся на пять основных групп: 1) прямого освещения; 2) преимущественно прямого освещения; 3) равномерно рассеянного освещения; 4) преимущественно отраженного освещения; 5) отраженного освещения (рис. 2).

Кроме того, имеются пять подгрупп, характеризующих светильники: 1) излучатели направленного света; 2) глубокоизлучатели; 3) широкоизлучатели; 4) источники свободного излучения; 5) кососветные излучатели.

1. Наиболее приятная освещённость помещений (по субъективным ощущениям людей).

2. Стандартное распределение светового потока в зависимости от типа светильников.

Уровни номинальной освещённости по DIN 5035:

Уровень	Номинальная освещённость, Е, лк	Вид деятельности, соответствующий уровню освещённости по DIN 5035
1	15	Ориентация при временной остановке
2	30	Ориентация при временной остановке
3	60	Работа с крупными деталями с высокой контрастностью
4	120	Работа с крупными деталями с высокой контрастностью
5	250	Работа с деталями средней крупности со средней контрастностью
6	500
7	750	Работа с мелкими деталями с низкой контрастностью
8	1000	Работа с мелкими деталями с низкой контрастностью
9	1500	Работа с очень мелкими деталями с очень низкой контрастностью
10	2000
11	3000	Особые случаи, например освещение операционного поля
12	5000 и более	Особые случаи, например освещение операционного поля

Для проектирования внутреннего освещения согласно DIN 5035 необходимо иметь следующие данные:

1) план помещения в масштабе;

2) характеристики помещения;

3) разрезы с указанием высот;

4) вид потолочного покрытия (например, гладкий потолок, прогоны, трубопроводы);

5) цвета окраски стен, потолка, пола и занавесей (степень отражения);

6) расположение машин, письменных столов, шкафов;

7) для сложных установок: чертёж и описание существа работы;

8) маркировка рабочих мест;

9) тип стен (например, сплошная кладка, окна, зеркала и т.д.);

10) тип и цвет обрабатываемых деталей;

11) место и способ крепления светильников (подвесной потолок, бетонные плиты);

12) тип освещения (прямое или отраженное);

13) тип имеющегося освещения и причины переоборудования (например, низкая экономичность);

14) требуемая номинальная освещенность;

15) тип светильников (люминесцентные лампы, лампы накаливания и т.д.);

16) напряжение (например, переменный ток 220 В, трёхфазный ток 38Q В и т. д.).

Цвет освещения: цвет освещения, применяемого для обычных целей, может быть разделен на 3 группы без резко выраженных границ (таблица).

Требования к цветопередаче могут быть выполнены путем выбора соответствующих источников света (таблица).

Световой поток (ф) рассчитывают по следующей формуле:

ф = (1,25 ENA) / (ηRηLB)

где 1,25 — повышающий коэффициент (для учёта загрязнений, колебаний напряжения в сети и т.д.); EN — номинальная освещенность; ηR — коэффициент влияния формы помещения в зависимости от показателя K; ηLB — коэффициент рабочего использования светильников (по каталогам).

Для светильников прямого и равномерно рассеянного освещения

h = ab/ [h(a + b)]

где ab — стороны прямоугольного основания помещения; h — расстояние от поверхности, для которой измеряется световой поток, до светильника.

В рабочих помещениях по возможности следует устраивать общее освещение, однако имеются и другие возможности. В особых случаях и для выполнения особо точных работ применяют местное освещение рабочих мест в комбинации с общим освещением, которое должно давать ≥ 20% освещенности рабочего места. Надо следить, чтобы источники света и отраженные лучи не ослепляли работающих. Соответствующие рекомендации в DIN 5035.

1. Характеристики качества внутреннего освещения

Цвет освещения и способность источников света к цветопередаче:

Уровень цветопередачи	Цвет освещения	Стандартные источники света	Примечания	Область применения
1	2	3	4	5
1 очень высокий	Дневной белый	Ксеноновые, люминесцентные, галогенные паросветовые лампы с очень хорошей способностью цветопередачи		Текстильные предприятия, художественные промыслы, промышленные цехи, выставочные залы, магазины
	Нейтральный белый	Белые люминесцентные лампы с очень хорошей способностью цветопередачи	Возможна комбинация с естественным светом	Конторы, школы, лаборатории, магазины, художественные выставки
	Тёплый белый	Лампы накаливания, галогенные и люминесцентные лампы тёплого тона с очень хорошей способностью цветопередачи	Очень удобно комбинировать с лампами накаливания	Благоприятное освещение: жилые здания, рестораны, магазины
2 высокий	Дневной белый	Люминесцентные лампы, естественное освещение, галогенные паросветные лампы с хорошей способностью цветопередачи		Цеха промышленных предприятий, выставочные залы
	Нейтральный белый	Белые люминисцентные лампы с хорошей способностью цветопередачи	Возможна комбинация с естественным светом	Конторы, школы, лаборатории, магазины, витрины, цеха и промыслы
	Тёплый белый	Люминесцентные лампы тёплого тона с хорошей способностью цветопередачи	Удобно комбинировать с лампами накаливания	Коридоры, лестничные клетки, наружное освещение
3 невысокий	Дневной белый
	Нейтральный белый	Белые люминесцентные лампы с пониженной способностью цветопередачи, ртутные лампы высокого давления с люминофором	Возможна комбинация с естественным светом	Цеха промышленных предприятий и промыслов, наружное освещение
	Тёплый белый	Люминесцентные лампы тёплого тона с пониженной способностью цветопередачи		Складские помещения, наружное освещение
4		Натриевые лампы, ртутные лампы высокого давления без люминофора		Направленное освещение, наружное освещение

Освещение жилых помещений:

Назначение помещения	Средняя освещённость, лк	В основном прямое освещение				Равномерное смешанное освещение				В основном отражённое освещение
		Отделка помещения
		светлая		тёмная		светлая		тёмная		светлая		тёмная
		А	Б	А	Б	А	Б	А	Б	А	Б	А	Б
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Освещение лампами накаливания 60 Вт/ 220 В. Показатели в Вт/ 1 м2 площади***
Лестничная клетка	60	10	16	12	20	14	24	12	24	12	24	16	32
Прихожая
Столовая	120 – 250	20 – 42	32 – 70	24 – 50	40 – 83	20 – 42	40 – 83	28 – 60	48 – 100	24 – 50	48 – 100	32 – 70	64 – 140
Общая комната
Кабинет
Детская
Спальня	120	20	32	24	40	20	40	28	40	20	48	32	64
Ванная	250	42	70	50	83	42	83	60	100	50	100	70	140
Кухня
Кладовая	60	10	16	12	20	11	20	14	24	12	24	16	32
Подсобное помещение
Прачечная	250	42	70	50	83	42	83	60	100	50	100	70	140
Подвал	60	10	16	12	90	11	90	14	24	12	24	16	32
Чердак					20		20
Освещение люминесцентными лампами 40 Вт/ 25. Показатели те же
Лестничная клетка	60	3	5	4	6	3,5	6	4,5	7,5	4	7,5	5	10
Прихожая
Ванная	250	13	21	17	25	15	25	19	31	17	31	21	42
Кухня
Кладовая	60	3	5	4	6	3,5	6	4,5	7,5	4	7,5	5	10
Подсобное помещение
Прачечная	250	13	21	17	25	15	25	19	31	17	31	21	42
Подвал	60	3	5	4	6	3,5	6	4,5	7,5	4	7,5	5	10
Чердак

*** Значения в столбцах А относятся к помещениям благоприятных пропорций (отношение длины и ширины к высоте >1,5), значения в столбцах Б – к отношениям неблагоприятных пропорций (указанное отношение <1,5)

Местное освещение рабочих мест и ориентированное общее освещение следует устраивать по возможности слева без отбрасывания теней на рабочее место и обрабатываемые детали. Чем большей направленностью обладают лучи света, тем резче падающие тени. Отраженное освещение не дает теней, вследствие чего трудно различать формы предметов. За исключением особых случаев направленное освещение предпочтительнее.

Для парадных залов также применяют отраженное (скрытое) освещение, несмотря на высокие эксплуатационные затраты. Верхнюю грань карниза, скрывающего лампы, следует располагать на такой высоте, чтобы лампы не были видны. Расстояние от грани карниза до потолка принимается равным 1/8 ширины помещения, чтобы ограничить освещенность потолка. Следует избегать тёмных участков в местах соединений ламп путём их размещения вразбежку или внахлестку. С ростом доли отражённого света повышается влияние отражающей способности стен и потолка. Коэффициенты отражения стен приведены в таблице.

В конторских помещениях целесообразно размещать светильники или отражающие свет устройства рядами вблизи окон; тогда примерно одинаковые условия освещения будут сохранены и в дневное и в вечернее время. При глубоких помещениях следует размещать дополнительный ряд источников света на 2/3 глубины помещения.

В лампах накаливания свечение возникает при прохождении электрического тока по проводнику. При этом температура вольфрамовой нити достигает 2500 — 3000°С. Кроме обычных ламп накаливания выпускается много типов светильников различного назначения. Обычные лампы имеют мощность от 15 до 200 Вт и выпускаются со светопрозрачной или матовой колбой. Люминесцентные (газоразрядные) лампы выпускаются стержневой, кольцевой и U-образной формы. Светоотдача этих ламп в 3 — 5 раз выше, чем у ламп накаливания, а срок службы в 3 — 7 раз больше.


1. Коэффициенты использования основных типов светильников.	2. Кривые предельной яркости светильников с горизонтальной плоскостью светоизлучения; особенно пригодны для встроенных светильников. Все вытянутые светильники расположены параллельно направлению взгляда.

3. Кривые предельной яркости вытянутых квадратных и круглых светильников, с боковым светом, расположенных перпендикулярно направлению взгляда, например светильники в ванных.	4. Диапазон излучения светильника, в котором должна выдерживаться предельная яркость.

Коэффициенты отражения различных покрытий:

Материал	Коэффициент отражения	Материал	Коэффициент отражения
Белая масляная краска	0,7 – 0,85	Посеребрённая зеркальная поверхность	0,9 – 0,94
Облицовка стен: белая	0,7 – 0,85	Зеркало с серебряной подосновой	0,75 – 0,9
жёлтая	0,5 – 0,7	Светлый раствор	0,4 – 0,9
красная	0,3 – 0,5	Жёлтый кирпич	0,35 – 0,4
серая и коричневая	0,25 – 0,5	Светлые древесные плиты	0,4 – 0,5
зелёная или голубая	0,15 – 0,45	Белый кафель	0,6 – 0,75
Чёрный бархат	0,02 – 0,01	Белый фарфор	0,6 – 0,8
Алюминий: анодированный	0,85 – 0,9	Белая эмаль	0,65 – 0,75
полированный	0,65 – 0,75	Белый лак	0,75 – 0,85
матовый	0,55 – 0,6	Белая чертёжная бумага	0,7 – 0,75
Блестящий хром	0,6 – 0,7	Линия, проведённая твёрдым карандашом	0,45
Полированная латунь	0,5 – 0,6	Линия, проведённая мягким карандашом	0,25
Полированная сталь	0,55 – 0,6	Чёрная тушь	0,4
Полированный никель	0,55 – 0,6	Асфальтовое покрытие дорог	0,05 – 0,15
Белая жесть	0,65 – 0,7	Бетонное покрытие дорог	0,2 – 0,3


1. При установке светильника, освещающего рабочее место, следует учесть тень, отбрасываемую работником 2. Хорошо организованное общее освещение устраняет падающие тени на рабочей плоскости с дополнительным местным освещением рабочего места. 3. Прямые световые лучи не должны попадать в глаза под углом <30с к горизонту. Поверхность рабочего места не должна давать блики. 4. Угол падения световых лучей на зеркальную рабочую поверхность должен быть таким, чтобы не возникало слепящих лучей от обрабатываемых деталей.

5. Искусственное освещение целесообразно устраивать с той же стороны, откуда падает дневной свет 6. В глубоких помещениях второй ряд ламп размешают на 2/3 глубины помещения (рис. 7) 7. Кривая освещённости при наличии второго ряда ламп; 8. Правильная расстановка люминесцентных ламп в конторском помещении.

9. Дневной свет; 10. Искусственное освещение.

11. Правильно устроенное боковое освещение; 12. Варианты освещения коридоров. В коридорах или длинных подземных переходах, например от главного здания аэропорта к вспомогательным помещениям.

13. Большепролётные одноэтажные здания; 14. Шедовое покрытие; 15. Высокие промышленные здания; 17. В многоэтажных зданиях применяют широкоизлучающие люминесцентные лампы, обычно в виде световых реек параллельных рабочему месту. Лампы крепят непосредственно к потолку или на кронштейнах.	16. Коэффициенты использования светильников.

В одноэтажных зданиях и зданиях с шедовым покрытием применяют люминесцентные лампы. Расположение этих ламп определяется направлением лучей солнечного света, проникающих через остекленные потолки и шеды (рис. 14)

Для освещения высоких промышленных зданий требуются зеркальные отражательные лампы. Наиболее экономичны разрядные лампы высокого давления. Необходимо предусмотреть возможность ухода за лампами.

Типы ламп. Проектирование освещения. Строительное проектирование. Эрнст Нойферт, Bauentwurfslehre. Ernst Neufert

1. Прямая люминесцентная лампа;

2. U – образная люминесцентная лампа;

3. Кольцевая люминесцентная лампа.

4. Нормальная электрическая лампочка;

5. Криптоновая лампа;

6. Лампа типа «Суперлюкс»;

7. Лампа «Концентра» с узким и широким световым конусом (см. таблицу);

8. Свечная лампа;

9. Люминесцентные трубки «Линестра»;

10. Каплевидная лампа.

Наиболее распространённые типы ламп:

Величина цветового потока наиболее распространённых люминесцентных ламп (в зависимости от мощности и цвета освещения):

Цвет освещения по DIN 5035			Дневной белый		Нейтральный белый				Тёплый белый
Цветопередача по DIN 5035			1	1	3	1	1	2	3	1	1	1
Мощность лампы, Вт	Мощность лампы и дросселя, Вт	Длина или диаметр, мм
Прямые лампы
20	25	59	1250	800	1200	1300	850	1050	1200	1300	850	700
40	49	1200	3200	1900	3200	3400	2000	2500	3200	3400	2000	1750
65	76	1500	5200	3100	5100	5500	3300	4000	5100	5500	3300	2900
U – образные лампы для квадратных светильников
40	49	570				3000		2400		3000
65	80	570				4500		3500		4500
Прочие лампы
42 (прямая)	52	1047				3400		2500		3400
32 (кольцевая)	42	311						1700	2050		1600
40 (кольцевая)	49	413						2300	2050		2150	1800