Гост р 55710-2013 освещение рабочих мест внутри зданий. нормы и методы измерений

Что такое световой поток и светоотдача

Для правильного понимания данной темы необходимо уточнить специфическую терминологию. Свет – это электромагнитные волны в диапазоне от 360 до 840 нм. Данные границы нельзя назвать точными, так как речь идет об индивидуальной (уникальной) чувствительности органов зрения. Тем не менее, чтобы выполнять расчеты, пользуются усредненным поправочным коэффициентом (k). С его помощью учитывают эффективность излучения при дневном естественном освещении.

Как посчитать свет, показывает формула:

Ф = k * V * Фм,

где:

• Ф – световой поток;
• V – фиксированный коэффициент 683 люмен на Ватт (лм Вт), который используют для перевода результата вычислений в стандарт международной системы измерений «СИ»;
• Фм – поток монохроматического излучения с определенной длиной волны.

При рассмотрении спектра суммируют вклад отдельных линий. С помощью интеграла по заданному диапазону вычисляют значение непрерывного потока.

Формулы для расчета светового потока

Скорость света в идеальной среде (вакууме) составляет почти 300 000 000 м/с. Некоторые вещества (алмазы) способны снизить ее почти вдвое. Однако и в этом случае при подаче питания источник светового потока немедленно выполняет свои основные функции.

Чтобы правильно отвечать на практические вопросы, надо знать, сколько энергии расходуется в рабочем цикле. Оценку делают по светоотдаче. Этот параметр показывает, какой световой поток генерирует устройство при потреблении определенного количества электроэнергии за единицу времени.

Сравнение лампы накаливания и светодиодной

Светодиодная лампа, входящая в состав осветительных приборов, сложнее и дороже лампы накаливания. Она состоит из следующих компонентов:

• модуль с планарными светодиодами;
• радиатор;
• матовая колба;
• инвертор.

У такой лампы светопоток Ф, что измеряется в люменах, при одинаковой мощности, в 10-12 раз выше, чем у лампочки накаливания.

Устройство лампочки

Светоотдача лампы со спиралью лежит в пределах 8-10 Лм/Вт, тогда как led-лампа держит этот параметр в интервале 90-110 Лм/Вт.

Традиционные формы и эстетичный вид позволяют использовать led-лампу, как в составе любого светильника, так и отдельно. Зная нужные значения E и рассчитав или измерив желательное значение Ф, можно получить значительную экономию по затратам на электроэнергию. При одинаковом Ф светодиодная лампочка потребляет меньше энергии.

Сравнение ламп

Правильно пользуясь единицами измерения, такими как люмен, люкс, Лм/Вт, кандела, при определении параметров светового спектра, можно самостоятельно подбирать приборы для освещения. Применение современных led-технологий не только помогает сэкономить бюджетные средства, но и создаёт комфортные условия для проживания и работы.

Где используются

Понятия «Люкс» и «Люмен» применимы для всей продукции, которая излучает свет, поэтому они используются для успешного решения следующих бытовых задач:

• Предотвращение перерасхода электроэнергии на работу осветительных приборов.
• Проверка и определение освещенности в жилом помещении на соответствие норме. Для измерения используют люксметр.

Люксметр

• Расположение светильников для создания одинаковой освещенности в любой точке комнаты.
• Профилактика глазных заболеваний, возникающих из-за недостатка света.

Важно! Правилами СанПиНа от 2.2.1/2.1.1.1278-03 установлена средняя освещенность зданий, учреждений, жилых помещений. Люксы помогают определить, достаточно ли освещена комната для комфортной жизнедеятельности и работы человека

СанПиН

Нормативы на искусственное освещение в жилых помещениях следующие:

• Коридор, ванна и туалет – 50 Лк;
• Гардеробная – 75 Лк;
• Детская комната – 200 Лк;
• Рабочий кабинет – 300 Лк;
• Кухня, жилая комната – 150 Лк.

Законодательство

Существуют законодательные акты, в которых указываются нормативы освещения рабочей зоны. Так, требования к освещению рабочего места можно найти в:

в ГОСТ 55710-2013, СП 52.13330.2016 (актуализированная редакция СНиП 23-05-95) — данные нормативы также используются при проектировании помещений;
СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 применяется к организации трудовых мест в уже построенных зданиях

Важно знать, что проверки регулирующих органов проводятся на соответствие СанПиН.

СНИП

Строительные нормы и правила проектирования освещения это свод нормативных документов в сфере строительства, принятый органами исполнительной власти и содержащий обязательные требования, включающие в себя 4 части:

1. Общие положения.
2. Проектные нормы.
3. Правила осуществления и приемки работ.
4. Сметные правила и нормы.

СанПиН

Санитарные правила и нормы охватывают огромную сферу воздействия. Требования СанПин-а должны учитываться при разработке СНиП, технической и нормативной документации и согласовываться с Госсанэпидслужбой РФ. СанПин распространяются как на действующие производства, так и на проектирование, эксплуатацию строящихся предприятий и зданий.

Санитарные нормы и правила предъявляют серьезные требования к обеспечению условий жизнедеятельности человека и устанавливают норму безопасности факторов среды его обитания. Данные требования должны быть учтены и при разработке СНиП, нормативных и технических актов, а также быть согласованными с ГосСанЭпидНадзором Российской Федерации.

Документальная основа

Расчет нормы освещенности регламентируется несколькими правовыми актами. Самый главный документ — СНиП. Еще имеют место быть СанПиН, МГСН (Московские городские строительные нормы), а также большое количество региональных (для каждого субъекта РФ) и отраслевых документов, актов и пр.

Перечень основных единиц измерения

На отечественном рынке представлена продукция производителей из разных стран, что объясняет определенную путаницу в терминах. Ниже приведены популярные единицы измерения освещенности совместно с формулами пересчета значений. Эти сведения пригодятся для корректного сравнительного анализа технических характеристик различных светильников.

Что такое «кандела»

Это классическая единица измерения освещенности. Канделой называют силу света в одну «свечу» (candela лат.), который излучает источник монохроматического излучения с рабочей частотой 540*1012 Герц. Энергетический потенциал такого потока составляет 1/680 Ватт на стерадиан (ст).

Люмены и люксы

В люменах измеряют световой поток. Один лм создает точечный источник, который генерирует силу света в 1 канделу. Луч формирует раскрытие на 1 стерадиан. Объединяющая формула:

1лм = 1 кд * 1 ср.

Люкс, в свою очередь, равен яркости, которую создает на одном кв. метре ровной поверхности световой поток 1 люмен.

Этот рисунок наглядно демонстрирует, что измеряется в лк и лм. Рядом показано изменение освещенности и размеров рабочей площади при разных положениях источника. Увеличение расстояния расширяет зону с одновременным уменьшением яркости светового пятна, которую определяют в люксах. Люмены нужны для оценки параметров светильника.

В реальных условиях проверяют пути прохождения лучей. Так, в пустом выставочном зале препятствия отсутствуют. Однако условия существенно изменяются после установки торговых стеллажей. Чтобы обеспечить видимость продукции на полках, приходится увеличивать мощность светильников либо выбирать оптимальные места крепления.

Чтобы упростить расчеты, современные пользователи применяют специализированное программное обеспечение. С его помощью моделируют различные варианты размещения осветительных приборов с учетом расположения мебели, размеров оконных проемов, других важных факторов.

Люмен и ватт

Ранее рядовые потребители не задумывались о том, в каких единицах измеряется освещенность

При посещении магазинов обращали внимание только на Ватты. Однако в наши дни стандартная маркировка содержит необходимые для объективной оценки данные

Дело в том, что потребляемая мощность расходуется с разной эффективностью. Значительная часть излучения классических ламп накаливания расположена в невидимом инфракрасном диапазоне спектра. Дополнительным недостатком является паразитный нагрев, который увеличивает затраты на поддержание комфортных условий в летний период. Высокотемпературное воздействие быстро разрушает прочнейшие вольфрамовые нити.

Менее критичные рабочие режимы созданы изобретателями газоразрядных ламп. Эта особенность объясняет продление срока службы. Основные недостатки:

• хрупкая конструкция;
• раздражающие и утомляющие пульсации;
• необходимость особой утилизации ядовитых люминофоров.

Самые лучшие показатели обеспечивают современные светодиодные приборы. Они отличаются:

• высокой яркостью при минимальном потреблении энергии;
• гармоничным распределением спектра;
• долговечностью, устойчивостью к механическим и другим внешним воздействиям.

При одинаковой освещенности светодиодный прибор потребляет в 10-12 раз меньше электроэнергии, по сравнению с лампами накаливания. С учетом реального срока службы и сниженных эксплуатационных расходов инвестиции в новые изделия будут экономически целесообразными.

Кратные единицы люмена

Для удобства, кроме целых, применяют кратные значения измеряемых величин по стандарту СИ. К базовому наименованию добавляют приставки, которые обозначают соответствующую степень:

• кило – 103;
• мега – 106;
• гига – 109.

Что такое световой поток?

Поток света – это мощность светового излучения, видимого глазом человека; световая энергия, излучаемая поверхностью (светящейся или отражающей лучи). Энергия светового потока измеряется в люмен-секундах и соответствует потоку 1 люмен, излучаемому или воспринимаемому за 1 секунду. Этот показатель описывает полный поток, не учитывая сосредоточивающую эффективность всего прибора. Такая оценка включает также рассеянный, бесполезный свет, поэтому одно и то же количество люменов может оказаться у разных по конструкции источников.

Следует различать световую величину и энергетическую – последняя характеризует свет независимо от его свойства вызывать зрительные ощущения. Каждая фотометрическая световая величина имеет аналог, который можно выразить количественно в единицах энергии или мощности. Для световой энергии таким аналогом является энергия излучения (лучистая энергия), измеряемая в джоулях.

Типовое значение светового потока для различных источников света

Покупая тот или иной прибор освещения, необходимо знать, какой СП он создает. Но, к сожалению, далеко не на всех лампочках этот параметр указан. Весьма распространенные лампы накаливания, к примеру, вообще продаются без паспорта и единственными доступными характеристиками для них являются напряжение питания и потребляемая мощность.

Тем не менее, для приборов, работающих на одном принципе (накаливания, люминесцентные, светодиодные и пр.), существует прямая связь между потребляемой мощностью и создаваемым лампой световым потоком:

 Таблица соответствия потребляемой мощности и СП для ламп разных типов

Лампы накаливания		Люминесцентные лампы
Мощность потребления, вт	Создаваемый сп, лм		Мощность потребления, вт	Создаваемый сп, лм
20	250		5-7	250
40	400		10-12	400
60	700		15-16	700
75	900		18-20	900
100	1200		25-30	1200
150	1800		40-50	1800
Лампы на светодиодах
Мощность потребления, вт		Создаваемый сп, лм
3-4		250-300
4-6		300-450
6-8		450-600
8-10		600-900
10-12		900-1100
12-14		1100-1250
14-16		1250-1400

Коэффициент пульсации освещенности: сущность и нормы

Не секрет, что все осветительные приборы излучают неравномерный световой поток, имеющий различное число колебаний. Этот эффект скрыт от глаз, но его действие на здоровье человека весьма существенно.

При этом опасность света как раз и заключается в том, что его нельзя распознать, но результатом действия может стать расстройство сна, слабость, депрессия, сбои в работе сердца, дискомфорт и так далее.

Коэффициент пульсации освещения — параметр, который отражает силу изменения светового потока, направляемого на единицу поверхности в определенный временной промежуток.

Расчет коэффициента производится по простой формуле — максимальный параметр освещенности в определенный промежуток времени «минус» минимальный показатель за тот же промежуток времени.

Полученное число необходимо поделить на средний параметр освещенности и умножить на 100%.

Стоит учесть, что существующими санитарными правилами установлен верхний лимит на параметр коэффициента пульсации.

В месте организации рабочего места он не должен быть выше 20%. При этом чем ответственней вид деятельности у работника, тем ниже должен быть этот параметр.

Так, для офисных помещений и административных зданий, где подразумевается напряженный зрительный труд, коэффициент пульсации не должен быть больше 5%.

При этом в учет берется световой поток с пульсаций до 300 Гц, ведь более высокий параметр частоты просто не воспринимается организмом человека и не может оказывать на него какое-либо влияние.

Типовое значение светового потока для источников света

При приобретении осветительных устройств стоит обращать внимание на СП, который будет излучаться. На самих приборах и на упаковке не всегда проставлены значения этой величины

Всё зависит от фирмы изготовителя и достоверности информации. Лампочки накаливания продаются в картонном поясе и с численным обозначением напряжения и мощности на колбе. Сколько люмен выдаёт лампа, не написано. Однако присутствует связь между Р (Вт) и Ф (Лм).

Стандартные значения Ф для осветительных элементов

Лампа накаливания, мощность, Вт	Светодиодная лампа, мощность, Вт	Люминесцентная лампа, мощность, Вт	Световой поток, Лм
20	2-3	5-7	≈ 250
40	4-5	10-13	≈ 400
60	8-10	15-16	≈ 700
76	10-12	18-20	≈ 900
100	12-15	20-30	≈ 1200

Распространённые источники света

К сведению. Получившие популярность светодиодные лампы, как показывает таблица, устанавливать выгодно. При низком, по сравнению с другими источниками, энергопотреблении они отдают света больше.

Коэффициент отражения поверхностей

Комфортные условия для офисных сотрудников еще зависят от способности поверхностей отражать свет. Здесь учитывают блики, которые дают не только лампы, но и мебель, а также отделка.

Для разных поверхностей оптимальными считают следующие коэффициенты отражения:

• стены – 0,3-0,5;
• пол – 0,1-0,4;
• потолок – 0,6-0,8;
• рабочие поверхности – 0,2-0,7.

По международным нормам степень блескости поверхностей отражается показателем дискомфорта UGRL, который может составлять от 13 до 28 (измеряется с шагом 3).

Санитарно-гигиенические нормы освещения офиса

Нормы освещения в офисных помещениях также представлены в СаНПиН 2.21/2.1.1.1278-03. Рекомендованные значения можно найти в таблице 2 указанного документа.

В ней приводятся следующие показатели для офисов:

• Естественное освещение (КЕО, ен) составляет 3,0 при верхнем или комбинированном освещении и 1,0 при боковом.
• Показатель КЕО при совмещенном освещении равен 1,8 при комбинированном или верхнем свете и 0,6 при боковом.
• Искусственная освещенность равна 400 лк при комбинированном и 300 лк при общем освещении.
• Показатель дискомфорта М не может превышать уровня 40.
• Допустимый коэффициент пульсации света составляет не более 15%.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО), измеряемый в %, показывает отношение количества естественного света внутри помещения к освещенности горизонтальной поверхности снаружи, т. е. на улице под открытым небом. КЕО позволяет контролировать уровень естественного освещения офиса. Это тот свет, который проникает через оконные и прочие проемы в помещении, например, через второй свет (проемы в верхней части здания). Когда показатели КЕО недостаточны, дополнительно к естественному свету устраивают искусственное освещение.

С помощью каких приборов можно измерять свет

С люксометром измеряют освещенность, яркость и пульсацию света в школах, офисах, теплицах, хранилищах. При работе с люксометром его включают, выбирают режим измерения и смотрят результат на экране-индикаторе. На фотодатчик попадают лучи света с энергией, передаваемой электронам. Образуется ток, по величине определяющий освещенность или яркость. Среди приборов популярны следующие модели люксметров:

• Эколайт.
• ТКА.
• TESTO 545.

Они отличаются фотоэлементами, чувствительностью, другими возможностями (передача данных на компьютер, измеряют яркость). Например, люксометр Аргус-01 предназначен для измерений освещенности до 200000 лк,

Прибор люксометр

Приборы используют для определения светового потока отдельных источников.

Источники освещения: естественные и искусственные

Все специалисты по охране здоровья человека в один голос заявляют, что лучшим для людей является естественный источник света. Он способствует выработке в организме целого ряда витамином и микроэлементов, а также наиболее благоприятен для глаз. Каждый предмет при естественном освещении можно разглядеть без искажений и бликов.

Но, к сожалению, современный мир диктует свои условия, и мы уже не можем обойтись без искусственных источников света в темное время суток, иначе бы жизнь городов полностью остановилась

В каждой квартире находится масса различных светильников, довольно часто мы даже не представляем, в чем измеряется свет и на что нужно обратить внимание в магазине при покупке разнообразных бра, торшеров и абажуров

Расчет параметров осветительной системы помещения

Проводится расчет 3 способами:

• точечным. В данном случае освещенность подсчитывается для каждого источника света в каждой точке поверхности. Является самым достоверным способом;
• с помощью коэффициента использования потока света. При подсчете учитываются размеры помещения (длина, ширина, высота) и степень отражения поверхностей;
• через удельную мощность. Способ является приблизительным. С его помощью лишь предварительно устанавливают мощность необходимого осветительного устройства.

Специалист-электрик по проектированию освещения выбирает систему освещения, светильники, оценивает коэффициенты неравномерности освещения, отражения поверхностей и запаса освещенности на основе нормированных показателей рабочего места. После этого ведет расчеты. Он определяет количество светильников, рассчитав коэффициент использования светового потока и индекс помещения. Затем выполняет чертеж расположения светильников.

Отличия от мощности светового потока

Чтобы еще лучше понять все нюансы, следует разобраться, чем сила света отличается от светового потока. Это проще всего сделать по аналогии с такими физическими величинами, как сила и давление.

Так, если прикладывать определенное усилие на площадь в 1 квадратный сантиметр, то давление будет распределяться равномерно по поверхности. Но если взять иголку и приложить то же усилие к ней, то давление сконцентрируется на крошечном участке под острием и будет в сотни раз выше. А усилие при этом останется прежним.

Точечные светильники дают свет большой силы за счет наличия зеркального отражателя.

Чем больше световой поток ограничен по распространению, тем выше показатель его силы. Что касается использования этого фактора при выборе лампочки в комнату, надо помнить несколько простых советов:

1. Для освещения отдельной части помещения лучше использовать точечные светильники или трековые модели, которые можно направить в нужное место. Этот вариант намного удобнее люстры, так как концентрирует световой поток на одном участке, а не рассеивает его по комнате.
2. Интенсивность света во многом зависит от плафонов, которые установлены на светильнике. Варианты из матового стекла и подобных материалов дают равномерный, рассеянный фон. Конструкции из ткани и другие непрозрачные решения ограничивают распространение потока и распределяют его на ограниченной площади.
3. При использовании плафонов с отражателем освещенность будет намного выше, поэтому можно устанавливать лампочки меньшей мощности.

Подбирать светильники нужно с учетом качества освещения, которое они обеспечивают

Для разных помещений выдвигаются различные требования, поэтому важно учитывать особенности каждого и подбирать те варианты, которые дадут комфортный свет. Помните, что сила света зависит от угла его распространения, поэтому отражатели и точечные светильники обеспечивают увеличение показателей в разы

Важные факторы

Одним из важных факторов, который учитывается как при строительстве здания, так и при его эксплуатации является уровень освещенности.

Данный показатель очень важен, поскольку влияет на здоровье глаз человека, его трудоспособность, физическое и психоэмоциональное состояние.

Поэтому освещенность помещения входит в положения по охране труда.

Освещение здания делится на две составные – естественное освещение и искусственное.

Естественным является дневное солнечное освещение, которое попадает в здание через технологические проемы, сделанные в нем при строительстве – окна.

Прибор для измерения

Существует специальный прибор для измерения уровня освещения поверхности — люксметр. Его устройство включает в себя фотоэлемент, который улавливает свет. Механизм работы люксметра может быть как цифровым, так и аналоговым — в обоих случаях точность измерения довольно высока. ГОСТ предполагает максимальную погрешность около 10%.

Во многих конструкциях участок, содержащий фотоэлемент, соединяется с остальной частью при помощи эластичного витого провода для проведения работ в труднодоступных местах. Прибор комплектуется световыми фильтрами, используя которые можно регулировать процесс измерения, учитывая особые нюансы местности.

В каких единицах измеряют освещение

Многие обыватели часто задают вопрос – в чём измеряется свет? Для оценки эффективности освещения рассчитывают суммарное количество единиц измерения освещенности в системе СИ. Это — люкс и люмен.

Единица освещенности поверхности определяется в Люксах (lux) имеет следующие характеристики:

• Один lux — равномерно освещенная световым потоком 1 лм площадь 1 м².
• Если свет падает под углом, то освещенность снижается.
• Освещённость снижается с увеличением расстояния от светового источника.

Важно! При больших люменах светильник ярче, а при достаточных значениях люксов лучше освещена поверхность. Нужно ли измерять степень освещенности и ее соответствие нормам? Яркий или тусклый свет ухудшает зрение, разрушает сетчатку глаза

Недостаток яркости снижает работоспособность и настроение. На видимом спектре человеческий глаз чувствителен к частоте зеленого цвета. При восприятии зеленого глаз расслабляется, успокаивается нервная система

Нужно ли измерять степень освещенности и ее соответствие нормам? Яркий или тусклый свет ухудшает зрение, разрушает сетчатку глаза. Недостаток яркости снижает работоспособность и настроение. На видимом спектре человеческий глаз чувствителен к частоте зеленого цвета. При восприятии зеленого глаз расслабляется, успокаивается нервная система.

Зеленый цвет

Освещенность измеряется приборами с фотодатчиками.

Основные выводы

Знать точные определения понятий, используемых при расчетах систем освещения, рядовому потребителю не обязательно. Если необходимо просто заменить выгоревшую лампочку, достаточно помнить, что ватт – это совсем не люмен. Первый определяет мощность, второй – освещенность. При переходе на другой вид источников света вполне можно обойтись без расчетов, если найти таблицу в интернете.

Сейчас при покупке ламп необходимо ориентироваться не на ватты, а на люмены, и помнить, что этот показатель во многом зависит от конструкции источника. Например, люминесцентная лампа вполне способна обеспечивать 2500-2500 лм, причем показатель зависит от особенностей колбы. Чаще всего проблемы создают светодиодные источники, если покупаются некачественные изделия.

При выборе необходимо учитывать так же снижение яркости свечения в процессе эксплуатации. Показатели у разных источников отличаются. Лампа накаливания может терять до 15% потока, люминесцентная – до 30%, светодиодная – до 5-10%. При покупке обязательно учитывается необходимый запас.

Если проводится самостоятельный ремонт с изменением системы освещения, лучше заказать светорасчет. Любая ошибка может обернуться дополнительными затратами. Самостоятельно учесть все нюансы без специального программного обеспечения невозможно. При верном выборе специалиста он поможет выбрать вид ламп, позволяющий сэкономить на электроэнергии. После установки не будет неприятного сюрприза в виде недостаточного уровня освещенности.

Предыдущая
Освещение в квартиреКак правильно рассчитать освещение по площади помещения
Следующая
Освещение в квартиреКак правильно измерить уровень освещенности в помещении и каким он должен быть