Критерии выбора светильников
Критерии выбора светильников и примеры выполнения расчета освещенности
Целью любого светотехнического расчета является формирование рекомендаций по расположению оптимального количества светильников нужного типа в помещении для создания комфортных, удовлетворяющих всем нормам условий пребывания человека.
Для решения этой задачи необходимо провести светотехнический расчет. Приведем критерии выбора светильника и примеры светотехнического расчета на основе обычного офисного помещения.
Выбор светильников
Для начала нужно определиться с типом потолка в помещении для того, чтобы понять, каким образом фиксировать на нем осветительные приборы. Примем, что в нашем офисе установлены подвесные ячеистые потолки. Таким образом, для освещения данного офиса будем использовать встраиваемые светильники.
Зачастую помещения данного типа не отличаются повышенной влажностью и запыленностью, что позволяет использовать светильники со степенью защиты от пыли и влаги не более IP20.
Оптимальными источниками света для освещения офисов являются трубчатые или компактные люминесцентные лампы . Эти источники света обладают высокой световой отдачей, что позволяет добиться приемлемого значения расходуемой удельной мощности; большим сроком службы, что сокращает эксплуатационные расходы; а также относительно невысокой стои- мостью.
Ведущие производители источников света ( Philips, Pila, Osram и др.) рекомендуют использовать для освещения офисов люминесцентные лампы с цветопередачей не менее 80 единиц и цветовой температурой 3000–4000 К.
Одним из наиболее важных качественных показателей освещения, которые регламентируются в российских нормах, является коэффициент пульсации. Для офисных помещений нормируемый коэффициент пульсации в соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 составляет не более 10%, а если в помещениях планируется работа за компьютером, это значение следует уменьшить до 5%.
Наиболее простым и эффективным способом устранения пульсаций светового потока является использование светильников с электронной пускорегулирующей аппаратурой
Еще одной из важнейших качественных характеристик освещения является слепящее действие осветительной установки. Для количественной оценки этого эффекта в России принят показатель дискомфорта (М). Данный показатель также регламентируется СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03. Для офисных помещений с компьютерами показатель дискомфорта должен быть не более 15.
В стандарте МКО оценка слепящего действия осветительной установки проводится по величине обобщенного показателя дискомфорта (UGR).
Таблица 1. Взаимосвязь между UGR и пока- зателем дискомфорта M
| UGR |
14 |
19 |
22 |
25 |
27 |
| M |
15 |
25 |
40 |
60 |
90 |
Для ограничения слепящего действия рекомендуется использовать светильники с экранирующими решетками, опаловыми или призматическими рассеивателями, а также светильники отраженного света.
Обобщая изложенное, приходим к следующему заключению: при освещении данного офиса целесообразно использовать встраиваемые светильники прямого или отраженного света для подвесного ячеистого потолка со степенью защиты от пыли и влаги IP20, с люминесцентными лампами и электронной пускоре- гулирующей аппаратурой. Давайте остановим наш выбор на светильнике PRBLUX/R, так как он отвечает всем выше перечисленным требованиям, и приступим к расчету.
Расчет осветительной установки (ОУ)
Основным критерием, по которому определяется необходимое количество осветительных приборов, является нормируемый уровень освещенности. Этот показатель для офисного помещения по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 составляет 400–500 лк для расчетной плоскости на высоте 0,8 метра от пола (высота рабочего стола).
До недавнего времени базовым методом проектирования осветительной установки являлся метод коэффициентов использования, позволяющий вручную проводить все вычислительные процедуры при решении относительно простых светотехнических задач.
По этому методу необходимое количество светильников в ОУ определяется с помощью следующей формулы:
Остановимся подробнее на входящих в эту формулу величинах и найдем их значения для конкретной задачи.
S – площадь помещения
К примеру, помещение шириной 6,5 м, длиной 9 м и высотой 2,8 м.
где a – длина помещения, b – ширина.
U – коэффициент использования
Данный коэффициент характеризует эффективность использования светового прибора в помещении. Для его определения необходимо знать индекс помещения φ и коэффициенты отражения стен, пола и потолка.
Рассчитываем индекс помещения:
Из таблицы 2 выбираем коэффициенты отра- жения.
Таблица 2. Коэффициенты отражения
| Цвет поверхности |
Коэффициент отражения, % |
| Поверхность белого цвета |
70–80 |
| Светлая поверхность |
50 |
| Поверхность серого цвета |
30 |
| Поверхность темно-серого цвета |
20 |
| Темная поверхность |
10 |
Примем, что коэффициенты отражения равны 50, 30, 10, и найдем коэффициент использования по таблице для светильника PRBLUX.
| PRBLUX 418,436 |
| потолок |
80 |
80 |
80 |
70 |
50 |
50 |
30 |
0 |
| стены |
80 |
50 |
30 |
50 |
50 |
30 |
30 |
0 |
| пол |
30 |
30 |
10 |
20 |
10 |
10 |
10 |
0 |
| φ=0,6 |
48 |
35 |
30 |
34 |
33 |
30 |
30 |
27 |
| φ=0,8 |
54 |
43 |
37 |
41 |
39 |
36 |
36 |
33 |
| φ=1 |
58 |
47 |
41 |
45 |
43 |
40 |
40 |
37 |
| φ=1,25 |
62 |
53 |
46 |
50 |
47 |
45 |
45 |
42 |
| φ=1,5 |
64 |
56 |
49 |
53 |
50 |
48 |
47 |
45 |
| φ=2 |
67 |
60 |
51 |
56 |
52 |
50 |
50 |
48 |
| φ=2,5 |
69 |
63 |
54 |
58 |
54 |
53 |
52 |
50 |
| φ=3 |
70 |
65 |
56 |
60 |
55 |
54 |
54 |
52 |
| φ=4 |
71 |
67 |
57 |
61 |
56 |
55 |
54 |
52 |
| φ=5 |
72 |
69 |
58 |
62 |
57 |
56 |
55 |
54 |
Кз – коэффициент запаса
Подробную информацию по определению коэффициента запаса можно найти в справочной литературе и нормативных документах. Для простоты предлагаем определить его с помощью таблицы 3.
Таблица 3. Зависимость коэффициента запаса от типа помещения
| Тип помещения |
Коэффициент запаса, относительные единицы |
| Очень чистые помещения, а также осветительные установки с малым временем использования |
1,25 |
| Чистые помещения с трехгодичным циклом обслуживания |
1,50 |
| Наружное освещение, трехгодичный цикл обслуживания |
1,75 |
| Внутреннее и наружное освещение при сильном загрязнении |
2,00 |
E – нормируемая освещенность
Определяется по нормативным документам.
Фл – световой поток одной лампы в светильнике
n – количество ламп в светильнике
И, наконец, определяем требуемое количество светильников:
Таким образом, для данного помещения ОУ должна состоять из 13 выбранных светильников с равномерным распределением по поверхности потолка. Недостатком данного метода является то, что приходится усреднять коэффициент отражения по поверхностям помещения. Также этот метод не позволяет произвести точный расчет освещенности в помещении сложной формы и не предоставляет возможности оптимизировать расположение светильников на потолке по целому ряду показателей.
Решение сложных задач, динамическое моделирование освещения, получение всеобъемлющих протоколов и визуализация выполненного проекта стали возможными благодаря компьютеризации вычислений по алгоритмам современных методов, использующих матрично-векторный аппарат.
В настоящее время для проектирования освещения используются разнообразные компью- терные программы.
Одной из самых популярных программ для решения задачи проектирования освещения на рынке программного обеспечения является DIALux. Программа разрабатывается и непрерывно совершенствуется с 1994 года Немецким Институтом Прикладной Светотехники (DIAL GmbH) и учитывает все современные требования, предъявляемые к освещению самых различных областей. Программа DIALux адресована всем, кто по роду своей деятельности связан с планированием освещения.
Использование DIALux позволяет:
• быстро и качественно рассчитывать проекты внутреннего и наружного освещения, а также проекты освещения автомобильных дорог;
• импортировать и экспортировать файлы форматов DWG и DXF;
• использовать в проектах встроенные и сторонние библиотеки объектов и текстур, которые позволяют повысить качество визуализации;
• получать фотореалистичное изображение смоделированной сцены с помощью интегрированного в программу трассировщика POV-Ray;
• создавать видеоролики для презентации проектов в формате AVI;
• формировать отчеты о результатах проделанной работы в виде файлов в формате PDF в течение нескольких минут.
Приведем два варианта расчета освещенности того же офисного помещения прямоугольной формы с теми же характеристиками в программе DIALux и сравним полученные результаты.
При использовании в проекте светильников PRBLUX/R 418 с трубчатыми люминесцентными лампами с колбой Т8 получаем среднюю освещенность 463 лк, при этом удельная мощность составляет 15 Вт/м2. Программа DIALux позволяет также сразу рассчитать ослепленность, UGR в данном случае составляет менее 10, что соответствует требованиям нормативных документов. В итоге получаем, что для освещения данного помещения светильниками PRBLUX/R 418 потребуется 12 штук, которые нужно расположить в три ряда по четыре светильника.
Для сравнения проведем еще один расчет освещенности этого помещения, но уже со светильниками PTF 228, которые также удовлетворяют тем требованиям, которые были выдвинуты ранее. Светильники размещены непосредственно над рабочими столами, что позволяет добиться освещенности 548 лк и удельной мощности 8,5 Вт/м2. Можно легко заметить,что оба эти показателя значительно лучше, чем в предыдущем примере. UGR также в пределах нормы, меньше 10.
В этом и заключается гибкость компьютерного расчета освещенности – построив один раз модель помещения, мы получаем возможность проектировать различные ОУ и, сравнивая их,выбирать оптимальную. Занимает эта процедура существенно меньшее время по сравнению с расчетом по методу коэффициента использования. Помимо получаемых результатов распределения освещенности по помещению программа предлагает также и расстановку осветительных приборов.
Итак, подведем итог. Расчет по методу коэффициента использования показал, что для освещения офисного помещения нам потребуется 13 светильников.
Расчет в программе DIALux показал не только количество светильников (12 шт.), но и их точное расположение. Причем, при пересчете на другой тип осветительного прибора нам удалось не только увеличить освещенность, но и сократить почти в два раза удельную мощность и уменьшить количество светильников до 8 штук.
Тем не менее выбор того или иного метода остается за Вами. Если необходимо произвести расчет для помещения простой формы и требуется узнать только количество световых приборов, вполне приемлемым будет расчет методом коэффициента использования. Если же помещение сложной формы, нужно рассмотреть несколько вариантов освещения и необходимо визуализировать сцену, то с помощью программы DIALux все эти задачи будут реализованы за короткое время и с высокой точностью.
|
