Расчет освещенности, не зависимо где бы он ни был, на столе под светильником или на полу под лампой, везде рассчитывается одинаково и имеет три варианта:
1 вариант методом коэффициента с использованием светового потока
Для расчёта нужно в формулу
F = (Емин х S х kз хz) / (n х η)
подставить значения, где
F — сам световой поток от лампы, измеряется в лм;
Емин — освещенность нормируемая, измеряется в лк;
kз — коэффициент запаса;
z — поправочный коэффициент;
n — число ламп (возможно в светильнике их несколько);
η — использование светового потока коэффициент;
S — площадь стола, измеряется в м2.
2 вариант методом удельной мощности
Для расчёта нужно в формулу
руд = (Pл х n) / S
подставить значения, где
руд — установленная мощность удельная, измеряется в Вт/м2;
Pл — сама мощность лампы, измеряется в Вт;
n — число ламп (возможно в светильнике их несколько);
S — площадь стола, измеряется в м2.
3 вариант точечным методом
Для расчёта нужно в формулу
Еа = (F х μ / 1000х kз) х ∑е,
подставить значения, где
μ — коэффициент, который учитывает от удаленных светильников дополнительную освещенность, а также отраженного светового потока,
kз — коэффициент запаса.
Далее производится расчёт количества светильников (ламп) и их высота:
Расчет освещенности помещений врукопашную
Время на прочтение
4 мин
Количество просмотров 158K
Постараюсь очень кратко и просто изложить метод ручного расчета освещения в помещениях, которому меня научили на курсе «Расчет освещения» школы светодизайна LiDS.
Какой должна быть освещенность
При планировании освещения, в первую очередь нужно определить соответствующую нормам целевую освещенность и посчитать общий световой поток, который должны давать светильники в помещении.
С нормативами определиться просто – либо ищем свой тип помещения в таблицах СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» и СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение», либо соглашаемся с основным требованием по освещенности жилых помещений – 150лк или офисных помещений с компьютерами – 400лк.
Грубая оценка необходимого светового потока
По умолчанию расчет освещенности делается в программе Dialux. Но результат хотя бы приблизительно нужно знать заранее, чтобы сверить данные с оценкой «на глазок».
Как написано даже в Википедии, средняя освещенность поверхности — это отношение падающего на нее светового потока к площади. Но в реальном помещении часть светового потока светильника рабочих плоскостей не достигает, пропадая на стенах. Освещенность в помещении – это отношение общего светового потока светильников к площади помещения с поправочным коэффициентом «η».
Долю света «η», который доходит до рабочих поверхностей, можно оценить на глазок. В самом общем приближении для некоего очень среднего помещения с какими-то там светильниками до рабочих поверхностей доходит примерно половина света, а значит для очень грубой оценки можно использовать коэффициент η = 0,5.
Например, в комнате площадью 20м2 светильник со световым потоком 700лм (эквивалент лампы накаливания 60Вт) создаст освещенность Е = 0,5 × 700лм / 20м2 = 18лк. А это значит, что для достижения норматива в 150лк, нужно F = 700лм × (150лк / 18лк) =5800лм, или эквивалент 8-ми лампочек накаливания по 60Вт!
(Полкиловатта ламп накаливания на небольшую комнату! Понятно, почему нормы освещенности для жилых помещений гораздо ниже, чем для учреждений, и почему учреждения уже давно никто лампами накаливания не освещает.)
Более точный метод ручного расчета
Но так как помещения бывают с разными стенами, разной формы, с высокими или низкими потолками, поправочный коэффициент не обязательно равен 0,5 и для каждого случая свой: на практике, от 0,1 до 0,9. При том, что разница между η = 0,3 и η = 0,6 уже означает разбег результатов в два раза.
Точное значение η нужно брать из таблиц коэффициента использования светового потока, разработанных еще в СССР. В полном виде с пояснениями таблицы привожу в отдельном документе. Здесь же воспользуемся выдержкой из таблиц для самого популярного случая. Для стандартного светлого помещения с коэффициентами отражения потолка стен и пола в 70%, 50%, 30%. И для смонтированных на потолок светильников, которые светят под себя и немного вбок (то есть имеют стандартную, так называемую, «косинусную» кривую силы света).
Табл. 1 Коэффициенты использования светового потока для потолочных светильников с косинусной диаграммой в комнате с коэффициентами отражения потолка, стен и пола – 70%, 50% и 30% соответственно.
В левой колонке таблицы указан индекс помещения, который считается по формуле:
, где S — площадь помещения в м2, A и B — длина и ширина помещения, h — расстояние между светильником и горизонтальной поверхностью, на которой рассчитываем освещенность.
Если нас интересует средняя освещенность рабочих поверхностей (стола) в комнате площадью 20м2 со стенами 4м и 5м, и высоте подвеса светильника над столами 2м, индекс помещения будет равен i = 20м2 / ( ( 4м + 5м ) × 2,0м ) = 1,1. Удостоверившись, что помещение и лампы соответствуют указанным в подписи к таблице, получаем коэффициент использования светового потока – 46%. Множитель η = 0,46 очень близок к предположенному навскидку η = 0,5. Средняя освещенность рабочих поверхностей при общем световом потоке 700лм составит 16лк, а для достижения целевых 150лк, потребуется F = 700лм × ( 150лк / 16лк ) = 6500лм.
Но если бы потолки в комнате были выше на полметра, а комната была не «светлым», а «стандартным» помещением с коэффициентами отражения потолка, стен и пола 50%, 30% и 10%, коэффициент использования светового потока η составил бы (см. расширенную версию таблицы) η = 0,23, и освещенность была бы ровно вдвое меньше!
Проверяем расчеты в диалюксе
Построим в диалюксе комнату 4 × 5м, высотой 2,8м, с высотой рабочих поверхностей 0,8м и теми же коэффициентами отражения, что и при ручном счете. И повесим 9шт мелких светильников с классической косинусной диаграммой по 720лм каждый (6480лм на круг).
Рис. 1 Взятый для примера светильник Philips BWG201 со световым потоком 720лм, и его классическое «косинусное» светораспределение
Получится ли у нас средняя освещенность рабочих поверхностей в 150лк, как мы оценили вручную? Да, результат расчета в Dialux – 143лк (см. рис2), а в пустой комнате без мебели и человеческой фигуры – 149лк. В светотехнике же значения, различающиеся менее чем на 10% считаются совпадающими.
Рис. 2 Результат расчета в диалюксе – средняя освещенность рабочей поверхности (при коэффициенте запаса 1,0) составила 143лк, что соответствует целевому значению 150лк.
Рис. 3 Красивые картинки, в которые верят люди.
Заключение:
На грубую оценку примитивным методом по формуле E = 0.5 × F / S потребуется 1 минута времени, на уточнение коэффициента использования по таблицам – еще 3 минуты, на проект в диалюксе после некоторого обучения – около 20 минут и еще 20 минут, если хочется «навести красоту». Диалюкс выдает очень красивые картинки (см. рис. 3), которые стоят потраченного труда, потому что в них верят люди. Но по соотношению эффективности и трудозатрат оценка освещенности врукопашную вне конкуренции. Ручной счет прост, надежен и эффективен как саперная лопатка, дает уверенность и понимание.
Фотометрия
В.А. Емельянов, Автодорожный лицей им.
А.А.Николаева, г. Москва
Тела,
излучающие свет, называются источниками света. Раздел оптики, изучающий методы
и приемы измерения действия видимого света на глаз человека, называется
фотометрией.
Световой
поток – величина, равная световой энергии (оцениваемой по зрительному
ощущению), проходящей через заданную поверхность за единицу времени: где W –
количество световой энергии, проходящей через заданную поверхность за время t.
Единицей светового потока в СИ является люмен (лм).
Часть
пространства, ограниченная конической поверхностью, называется телесным углом.
Этот угол называется центральным телесным углом (рис. 1), если его вершина
совмещена с центром сферы.
Телесный
угол измеряется отношением , где S –
площадь части поверхности сферы радиусом R, на которую опирается данный угол.
Единицей измерения телесного угла служит стерадиан (ср). Полный
пространственный угол равен ср.
Величина,
измеряемая световым потоком, приходящимся на единицу телесного угла по
заданному направлению, называется силой света источника где Ф –
световой поток внутри достаточно малого телесного угла w. Сила света в СИ
измеряется в канделах (кд).
Точечным
источником света называется источник, размеры которого малы по сравнению с
расстоянием до места наблюдения и который излучает свет равномерно во всех
направлениях.
Полный
световой поток от точечного источника света равен .
Освещенностью
поверхности называется величина, равная световому потоку, падающему на единицу
площади равномерно освещаемой поверхности.
В
СИ освещенность измеряется в люксах (лк).
Первый
закон освещенности: освещенность поверхности точечным источником прямо
пропорциональна силе света источника и обратно пропорциональна квадрату
расстояния от источника до освещаемой поверхности:
Второй
закон освещенности: освещенность поверхности прямо пропорциональна косинусу
угла падения лучей:
Объединенный
закон освещенности: освещенность, создаваемая точечным источником света на
некоторой площадке, прямо пропорциональна силе света источника и косинусу угла
падения лучей и обратно пропорциональна квадрату расстояния до площадки от
источника:
Освещенность
поверхности, создаваемая несколькими источниками света, равна арифметической
сумме освещенностей, создаваемых каждым источником в отдельности.
Если
источник света нельзя считать точечным, то для его характеристики вводятся
величины светимость и яркость.
Светимость
определяется отношением светового потока, испускаемого поверхностью, к площади
этой поверхности:
Единицей
измерения светимости в СИ служит люкс. Если светимость тела обусловлена его
освещенностью, то M = kE, где k – коэффициент отражения.
Яркостью
светящейся поверхности в направлении наблюдения называется величина, равная
отношению силы света к площади проекции этой поверхности на плоскость,
перпендикулярную к этому направлению:
где
– угол между
нормалью к поверхности и направлением наблюдения. Яркость в СИ измеряется в
нитах (нт).
Приборы,
служащие для определения силы света одного источника на основании сравнения с
силой света источника- эталона, называются фотометрами. Фотометры,
приспособленные для непосредственного измерения освещенности, называются
люксметрами.
Примеры решения задач
Задача
1. Над центром круглого стола диаметром 1,5 м на высоте 1 м подвешен точечный
источник силой света 200 кд. Определите световой поток, падающий на
горизонтальную поверхность стола, и среднюю освещенность этой поверхности.
Дано: D = 1,5 м, H = 1 м, I = 200 кд. __________ F – ? E – ? Решение |
Световой
поток, падающий на поверхность стола, определяется по формуле – телесный
угол.
Для
определения телесного угла соединим точку O
(рис.
2), где находится точечный источник света, с точкой A края стола. Перемещая
прямую линию OA вокруг неподвижной точки O, получим прямой конус. Основанием
конуса является круг, диаметр которого равен диаметру стола, а высота проходит
через центр основания и равна расстоянию от источника света до центра стола.
Поместим вершину O полученного конуса в центр сферы радиусом R. Пересекаясь со
сферой, боковая поверхность конуса вырезает на ней сегментную поверхность АBD.
Площадь сегментной поверхности равна произведению длины окружности большого
круга на высоту сегмента, то есть где h – высота
сегмента, равная длине отрезка BC.
Известно,
что телесный угол при вершине конуса равен отношению площади сегментной
поверхности к квадрату радиуса сферы:
Радиус
сферы определяем из прямоугольного треугольника OCD:
Из
рисунка видно, что высота сегмента h = R – H = 0,25 м.
Подставляя
найденные значения R и h в формулу
получаем:
Тогда
величина светового потока, падающего на поверхность стола, равна:
Освещенность
поверхности стола определяется по формуле
где
– площадь
поверхности стола. Подставляя числовые значения, получаем:
Задача
2. Над серединой стола на высоте 1,2 м висит точечный источник, сила света
которого 100 кд. Определите наибольшую и наименьшую освещенность поверхности
стола, если его длина 2 м, а ширина 1 м.
Дано: H = 1,2 м, I = 100 кд, a = 2 м, b = 1 м. _________ Eмакс – ? Eмин – ? Решение |
Освещенность,
создаваемая точечным источником света, равна Из этой
формулы видно, что освещенность максимальна в наиболее близкой к источнику
точке стола и минимальна – в наиболее удаленной точке. На рис. 3 такими точками
являются соответственно точка O и угловая точка стола, например точка C. По
условию задачи SO = H, уголпадения лучей
в точку O равен нулю. Следовательно:
Для
определения освещенности в точке C находим расстояние от источника до этой
точки и угол падения лучей :
.
Подставляя
числовые значения в формулы для нахождения максимальной и минимальной
освещенностей, получаем:
Задача
3. Точечный источник света S освещает горизонтальную поверхность (рис. 4).
Определите, как изменится освещенность в точке A, в которую лучи падают перпендикулярно
к поверхности, если сбоку от источника, на таком же расстоянии, поместить
плоское зеркало, отражающее свет в эту точку. Коэффициент отражения зеркала
считайте равным единице.
Дано: SA = SB = R, k = 1. _____________ Е/Е0– ? Решение |
При
отсутствии плоского зеркала освещенность в точке A определяется по формуле:
Если
сбоку поместить плоское зеркало, то освещенность в точке A будет равна сумме
освещенностей, создаваемых двумя источниками: реальным источником S и мнимым
S1, имеющими одинаковую силу света. Следовательно,
Из
построения следует, что треугольник SBS1 равнобедренный, следовательно, SB = S1B
= R. Расстояние от мнимого источника света S1 до точки A
Задача
4. При фотографировании объекта, помещенного на расстоянии 1 м от электрической
лампочки силой света 40 кд, требовалось экспонирование в течение 2 с.
Определите продолжительность экспонирования при использовании лампочки силой
света 30 кд на расстоянии 1,5 м от объекта. Предполагается, что световая
энергия, полученная объектом в обоих случаях, одинакова.
Дано: I1 = 40 кд, R1 = 1 м, t1 = 2 с, I2 = 30 кд, R2 = 1,5 м, W1 = W2. _________ t2 – ? |
Решение: Освещенность объекта равна: Так как W1=W2, nj |
Вопросы
и задачи
Первый
уровень
1.
Что называется источником света?
2.
Назовите естественные и искусственные источники света.
3.
Что изучает фотометрия?
4.
Что называется световым потоком и какими единицами он измеряется?
5.
Что называется телесным углом и какова единица его измерения?
6.
Что такое сила света? Дайте определение единицы измерения силы света в СИ.
7.
Какой источник света называется точечным?
8.
Чему равен полный световой поток точечного источника света?
9.
Что называется освещенностью и какова единица ее измерения?
10.
В чем сущность первого закона освещенности?
11.
Какое влияние на освещенность окажет удвоение расстояния от источника света?
утроение? сокращение расстояния вдвое?
12.
Как зависит освещенность от угла падения лучей?
13.
Почему под действием солнечных лучей снег тает на освещаемых склонах быстрее,
чем на горизонтальных участках?
14.
Сформулируйте объединенный закон освещенности.
15.
Какое отношение имеет смена времен года к законам освещенности?
16.
Какими величинами характеризуются протяженные источники света?
17.
Что такое светимость? Назовите единицу измерения светимости.
18.
Что называется яркостью источника и какова единица ее измерения?
19.
Имеются два светящихся шарика разного диаметра, равномерно испускающие свет
одинаковой силы во все стороны. Каковы освещенности, создаваемые каждым из этих
шариков, на одинаковых расстояниях от их центров? Какой из шариков будет более
ярким?
20.
Источник света представляет собой равномерно светящуюся сферическую
поверхность. Как будет изменяться яркость источника, если приближаться к нему?
Удаляться от него?
21.
Для какой цели применяется фотометр?
22.
Как с помощью фотометра определяют силу света источника?
23.
Какими приборами измеряется освещенность?
Второй
уровень
24.
Точечный источник света, находящийся в вершине телесного угла 0,50 ср, излучает
в него световой поток 50 лм. Определите силу света источника.
25.
Определите телесный угол, внутри которого проходит световой поток 4 лм от
точечного источника силой света 50 кд.
26*.
Полный световой поток, излучаемый лампой накаливания, равен 6280 лм. Определите
силу света этой лампы.
27.
Световая отдача электрической лампочки силой света 75 кд составляет 9,42 лм/Вт.
Определите мощность лампочки и ее полный световой поток.
28.
На хромированную отражающую поверхность падает световой поток 1000 лм.
Определите отраженный и поглощенный световые потоки, если коэффициент отражения
хрома 0,65.
29.
На книгу перпендикулярно ее поверхности, падают солнечные лучи. Световой поток
составляет 37 лм. Определите, какой световой поток будет падать на книгу, если
ее отклонить на угол 30°.
30.
Световой поток 1200 лм падает от каждого из десяти светильников на рабочую
площадку 400 м2. Определите освещенность площадки.
31.
Определите световой поток, падающий на участок поверхности Земли площадью 100 см2
в ясный солнечный полдень, если освещенность достигает 105 лк.
32.
Освещенность поверхности равна 50 лк при падении на нее светового потока 40 лм.
Определите площадь освещаемой поверхности.
33.
Сила света точечного источника 100 кд. Определите освещенность участка
поверхности, расположенного перпендикулярно направлению лучей и находящегося на
расстоянии 3 м.
34.
Освещенность книги при чтении должна быть 100 лк. Определите необходимую силу
света электрической лампочки, если она висит на высоте 50 см над рабочим
местом.
35.
На каком расстоянии точечный источник света создает освещенность 0,1 лк при
перпендикулярном падении лучей, если сила его света равна 40 кд?
36.
Поверхность освещалась электрической лампочкой силой света 75 кд. Ее заменили
электролампочкой в 25 кд. Определите, во сколько раз нужно уменьшить расстояние
от лампочки до поверхности, чтобы освещенность осталась прежней.
37.
Над горизонтальной поверхностью стола на высоте 60 см висит электрическая
лампочка. Освещенность стола 40 лк. Определите освещенность поверхности, если
лампочку поднять на 20 см.
38.
Точечный источник света 300 кд отстоит от экрана на расстояние 2 м и создает
освещенность 60 лк. Определите угол падения света на экран.
39.
Освещенность площадки лучами, падающими под углом 60°, равна 100 лк. Определите
освещенность этой же площадки, если ее развернуть перпендикулярно лучам.
40.
Определите силу света электрической лампы, если освещенность фасада здания,
находящегося на расстоянии 10 м от лампы, равна 2,5 лк при угле падения лучей
60°.
41.
Свет от электрической лампы силой 200 кд падает на стол под углом 45° и создает
освещенность 141 лк. Определите расстояние от стола до лампы.
42.
Освещенность поверхности Земли при угловой высоте Солнца над горизонтом 45°
равна 90 000 лк. Определите освещенность при угловой высоте Солнца 15°.
43.
На столбе на высоте 3 м от земли висит электрическая лампа силой света 500 кд.
Определите освещенность на расстоянии 5 м от лампы.
44.
На площадку нормально падает пучок света. Определите угол, на который
необходимо отклонить площадку, чтобы ее освещенность уменьшилась вдвое.
45.
Спираль электрической лампочки силой света 100 кд заключена в матовую сферическую
колбу диаметром 5 см. Определите светимость и яркость лампочки. Потерей света в
оболочке колбы пренебречь.
46.
В корпусе фонаря сделано окно размером 10 ґ 10 см, закрытое плоским молочным
стеклом. Сила света в направлении, составляющем угол 60° с нормалью, равна 10 кд.
Определите яркость светящегося окна.
47.
Определите яркость источника площадью 1 мм2, который испускает внутри телесного
угла в 0,03 ср световой поток 12 лм.
48.
С левой стороны от фотометра на расстоянии 15 см находится эталонная лампа силой
света 25 кд. Определите силу света испытуемой лампы, расположенной справа на
расстоянии 45 см от фотометра, если обе половины фотометра освещены одинаково.
Третий
уровень
49.
Наименьший световой поток, воспринимаемый глазом, равен 10–13 лм. Определите наибольшее
расстояние, на кото-ром глаз может зарегистрировать световое излучение
точечного источника силой света 25 кд, если площадь зрачка 0,4 см2
50.
Электрическая лампочка силой света 200 кд висит над центром круглого стола
диаметром 3 м. Определите наибольшую и наименьшую освещенность стола, если
расстояние от его центра до лампочки равно 2 м.
51.
На мачте высотой 15 м подвешена электрическая лампа, создающая освещенность
1,63 лк на расстоянии 8 м от основания мачты. Определите силу света лампы.
52.
Над серединой площадки диаметром 26 м висит электрическая лампа силой света 500
кд. Определите освещенность края площадки, если высота подвеса лампы равна 3,
6, 9, 15 и 25 м. Постройте график изменения освещенности в зависимости от
высоты подвеса.
53.
Горизонтальная площадка удалена от точечного источника на расстояние 4 м. В
точке, в которую лучи падают отвесно, освещенность составляет 25 лк. Определите
освещенность площадки в точках, удаленных от нее на 3 м.
54.
Над центром круглой площадки висит электрическая лампочка. Освещенность в
центре равна 40 лк, на краю 5 лк. Определите угол падения лучей на край
площадки.
55.
Над центром квадратной плоской площадки на высоте 3 м, вдвое меньшей длины
стороны квадрата, установлен точечный источник света. Определите освещенность
площадки в точках, удаленных от ее центра на 4 м, если падающий на нее световой
поток составляет 628 лм.
56.
На высоте 5 м над землей подвешена электролампа силой света 200 кд. Определите
площадь круга на земле, внутри которого освещенность не меньше 1 лк.
57.
Открытая танцевальная площадка освещается одинаковыми фонарями, установленными
на высоте 6 м по углам правильного шестиугольника со стороной 8 м. Сила света
каждого 500 кд. Принимая фонари за точечные источники, определите освещенность
в центре площадки.
58.
Над центром стола висят две электрические лампочки. Нижняя лампочка находится в
4 раза ближе к поверхности стола, чем верхняя, и создает в центре освещенность
32 лк, а верхняя – 3 лк. Определите освещенность в центре стола после перемены
лампочек местами. Считайте, что лампочки не загораживают друг друга.
59.
По обе стороны от точечного источника света, на расстоянии 1 м от него,
помещены параллельные друг другу плоское зеркало и экран. Определите
освещенность в центре экрана, если сила света источника 9 кд.
60.
Лампа, подвешенная к потолку, имеет в горизонтальном направлении силу света 60 кд.
Определите величину светового потока, падающего на вертикально висящую в 4 м от
лампы на стене картину площадью 0,5 м2, если на противоположной стене на
расстоянии 2 м от лампы находится зеркало.
61.
Круглый зал диаметром 20 м освещается электрической лампой, укрепленной в
центре потолка. Определите высоту зала, если наименьшая освещенность стены зала
в два раза больше наименьшей освещенности пола.
62.
На двух вертикальных столбах на высоте 4 м от земли укреплены по одной
электрической лампе силой света 200 кд и 500 кд. Определите освещенность на
земле под каждой лампой, если расстояние между ними 3 м.
63.
На столбах уличного освещения высотой 6 м закреплено по одной электрической
лампе силой света 300 кд. Определите расстояние между двумя соседними столбами,
при котором освещенность земли в точке, находящейся посередине между ними,
составляет не меньше 0,24 лк.
64.
Два одинаковых точечных источника света установлены на высоте 6 м от земли и на
расстоянии 16 м друг от друга. Определите полный световой поток, создаваемый
каждым источником, если освещенность в точке, расположенной на земле посередине
между источниками, составляет 7,2 лк.
65.
Определите, на какой высоте над листом матовой белой бумаги должна находиться
электрическая лампочка силой света 100 кд, чтобы яркость бумаги была равна 1
нт, если ее коэффициент отражения равен 0,8.
66.
Яркость Солнца равна 109 нт, диаметр 1,4 млн км. Определите силу света Солнца,
наблюдаемую с Земли, и освещенность поверхности Земли, создаваемую нормально
падающими солнечными лучами. Расстояние от Земли до Солнца равно 1,5 • 108 км.
67.
При печатании фотоснимка негатив освещался в течение 3 с лампочкой силой света
15 кд с расстояния 50 см. Определите время, в течение которого нужно освещать
негатив лампочкой силой света 60 кд с расстояния 2 м, чтобы получить отпечаток
с такой же степенью почернения, как и в первом случае.
68.
Две электрические лампы силой света 100 кд и 400 кд расположены на расстоянии 3
м друг от друга. Где нужно поместить между ними непрозрачный экран, чтобы он
был одинаково освещен с обеих сторон?
Четвертый
уровень
69.
В главном фокусе вогнутого зеркала радиусом кривизны 50 см находится точечный
источник света. На расстоянии 25 м от фокуса, перпендикулярно главной
оптической оси зеркала, помещен экран. Во сколько раз уменьшится освещенность в
центре экрана, если убрать зеркало? Потерями света в воздухе и при отражении
пренебречь.
70.
На высоте h >> 1 м над поверхностью стола подвешена электрическая лампа
силой света 25 кд. Определите освещенность стола непосредственно под лампой,
если между ней и столом поместить собирающую линзу оптической силой 1 дптр так,
чтобы лампа оказалась в фокусе линзы.
71.
Перед сферическим зеркалом радиусом R, в фокусе которого находится точечный
источник света S, на высоте h от оптической оси и на расстоянии l от источника
помещена небольшая пластинка, плоскость которой перпендикулярна оси зеркала
(рис. 5). Определите отношение освещенностей левой и правой сторон пластинки.
72.
Проекционный аппарат имеет объектив с фокусным расстоянием 5 см. Квадратный диапозитив
площадью 10 см2 находится на расстоянии 5,1 см от объектива и пропускает
световой поток 10 лм. Определите освещенность экрана, на котором получено
изображение слайда. Рассеянием светового потока пренебречь.
73.
Три точечных источника света расположены в вершинах равностороннего
треугольника. В центре треугольника, перпендикулярно его плоскости и
параллельно одной из сторон, расположена непрозрачная пластинка (рис. 6).
Определите
освещенность обеих сторон этой пластинки, если сила света каждого из источников
I, а длина стороны треугольника l.
74.
Над центром стола, на некоторой высоте, установлена лампочка, а над нею, на
высоте, в три раза большей, подвешена другая лампочка. Во сколько раз следует
уменьшить высоту подвеса нижней лампочки после выключения верхней, чтобы
освещенность в центре стола не изменилась, если известно, что при перемене
горящих лампочек местами освещенность в центре стола увеличивается в 4 раза?
Считать, что лампочки не загораживают друг друга.
Ответы
13.
На склоне та же площадь в единицу времени поглощает большую энергию.
19.
Освещенности, создаваемые каждым шариком, на одинаковых расстояниях от их
центров одинаковы; маленький шарик более яркий, чем большой.
20.
Яркость не изменяется.
24.
100 кд.
25.
0,08 ср.
26.
500 кд.
27.
100 Вт, 942 лм.
28.
650 лм, 350 лм.
29.
32 лм.
30.
30 лк.
31.
1 000 лм.
32.
0,8 м2.
33.
11 лк.
34.
25 кд.
35.
20 м.
36.
В 1,73 раза.
37.
22,5 лк.
38.
38°.
39.
200 лк.
40.
500 кд.
41.
1 м.
42.
3,3 • 104 лк.
43.
12 лк.
44.
60°.
45.
16 • 104 лк; 51 • 103 нт.
46.
2 • 103 нт.
47.
4 • 108 нт.
48.
225 кд.
49.
225 км.
50.
50 лк; 25,6 лк.
51.
530 кд.
52.
0,63 лк; 1,02 лк; 1,14 лк; 1,08 лк; 0,96 лк; 0,56 лк.
53.
12,8 лк.
54.
60°.
55.
7,2 лк.
56.
235,5 м2.
57.
18 лк.
58.
50 лк.
59.
10 лк.
60.
2,34 лк.
61.
5 м.
62.
28,5 лк; 37,65 лк.
63.
48 м.
64.
7536 лм.
65.
1,6 м.
66.
1,5 • 1027 кд;67•103 лк.
67.
12 с.68. На расстоянии 1 м от лампы силой света 100 кд.
69.
В 9 801 раз.
70.
25 лк.
72.
4 лк.
— одинакова
для всех сторон пластинки.
Список литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://www.1september.ru/
Дата добавления: 17.05.2005
Содержание
- Нормы и стандарты освещённости
- Расчет освещенности
- Пример расчёта 1
- Пример расчёта 2
- 2. Ен — нормированная освещенность
- Лампы для системы освещения
- Какие данные необходимы для расчета уровня освещенности
- НАСКОЛЬКО ВАЖЕН СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
- Расчет провода
- Организация рабочего места при работе с компьютером
- Дополнительные требования
- Задача №1 — расчёт мощности светильника
- Требования к освещению для помещений с компьютером
- Разновидности освещения на потолке
- Метод расчета по световой мощности
- Естественное освещение
Нормы и стандарты освещённости
Каким должно быть правильное освещение рабочего места, определяет не сам сотрудник или его работодатель. Нормы регламентируются нормативными актами, где закреплён допустимый уровень яркости в Люксах.
Нормативные документы:
- СНиП — строительные нормы и правила проектирования освещения;
- СанПиН — санитарные правила и нормы, которые включают в себя всю гигиену труда, в том числе и гигиену света;
- ГОСТ Р 55710-2013 — регламентирует световые нормативы внутри зданий.
Уровень света отличается в зависимости от вида выполняемых работ. Виды производства делятся на труд высокой точности, средней, малой. Освещение, применяемое на рабочих местах на производстве с повышенной точностью работ, отличается от такового на местах с низкой точностью. Ниже представлены нормы яркости в зависимости от требуемой точности выполнения:
- наивысшая точность — 5000 Лк;
- очень высокая — 4000 Лк;
- высокая — 2000 Лк;
- средняя — 750 Лк;
- малая — 400 Лк;
- грубая — 200 Лк.
В таблице представлены нормы подсветки в зависимости от типа офисного помещения:
Помещение | Нормы, согласно СНиП |
Кабинет с компьютерами | 200-300 Лк |
Серверная | 400 Лк |
Операционный или кассовый зал | 400 Лк |
Большой кабинет со свободной планировкой | 400 Лк |
Комната для посетителей | 300 Лк |
Кабинет для чертёжных работ | 500 Лк |
Помещение для ксерокопирования | 300 Лк |
Конференц-зал | 200 Лк |
Лестничные пролёты и эскалаторы | 50-100 Лк |
Холл, коридор, вестибюль | 50-75 Лк |
Архив | 75 Лк |
Кладовка | 50 Лк |
Расчет освещенности
Для расчёта необходимого количества осветительных приборов существует две основные формулы – простая и сложная, дающая более точный расчёт. На практике достаточно простой формулы. Она не требует серьёзных знаний и вполне решаема даже без калькулятора.
Шаг первый – рассчитать величину светового потока, требуемого для помещения (измеряется в Люменах).
Для этого стоит прибегнуть к простой формуле А * B * C, где:
- Норма освещённости выбранного объекта.
- Площадь объекта.
- Коэффициент высоты потолков. При высоте потолков от 2.5 до 2.7 метров он равен 1, от 2.7 до 3 метров – 1.2, от 3 до 3.5 метров – 1.5 и от 3.5 до 4.5 метров – равен 2.
Вторым шагом будет расчёт нужного количества ламп и их мощности. Для этого необходимо разделить полученное в первых расчётах число на величину светового потока указанную на лампах в подобранных осветительных приборах
При этом важно помнить, что чем больше используется приборов, тем равномернее освещение
Пример расчёта 1
Дано: жилая комната площадью 20 квадратных метров с потолком высотой 2.7 метра и осветительными приборами, оснащёнными лампочками накаливания мощностью 60 Вт.
Сначала рассчитываем необходимый световой поток для данного помещения:
150 * 20 * 1 = 3000 Люмен.
Затем узнаем необходимое количество ламп для нормальной освещённости комнаты. Для этого сначала надо уточнить световой поток 60 Вт лампочки накаливания. В среднем они выдают от 600 до 800 Люмен.
Возьмём среднее значение в 700 Люмен:
3000 : 700 = 4.28571
Округляем в большую сторону – до 5 – это и будет необходимым количеством осветительных приборов, оснащённых одной лампочкой. Мощностью 60 Вт. Но стоит иметь ввиду, что большее количество менее мощных ламп позволяет получить более равномерную засветку.
Более сложная, но с этим и более точная формула требует перед началом расчётов собрать некоторое количество данных:
- Первым делом надо измерить комнату, для которой рассчитывается освещение. Необходимы такие параметры, как высота, длина и ширина комнаты.
- Затем по нормативам необходимо определить коэффициент отражения стен, потолка, и пола.
- Следующим шагом будет нахождение коэффициента применения. Для этого рассчитывается расстояние от рабочей поверхности до светильника. Также на этом этапе необходимо определиться с типом и мощностью установленной в нём лампочки.
- По таблице из СНиП определяем норму освещённости помещения.
Рассчитываем площадь помещения (S):
S = a * b
где:
a – длина помещения;
b – ширина помещения.
Рассчитываем индекс помещения (Ф):
Ф = S / (( h1 – h2 ) * ( a + b ))
где:
h1 – высота от пола до потолка;
h2 – высота от рабочего места до потолка.
Рассчитываем количество осветительных приборов (N):
N = ( E * S * 100 * Кз ) / ( У * p * Fi )
где:
E – освещённость помещения;
S – площадь помещения;
Кз – коэффициент запаса;
У – коэффициент использования ламп;
p – количество ламп;
Fi – поток света одной лампы.
Необходимый уровень освещения в разных комнатах
Пример расчёта 2
Дано: жилая комната размером 9 на 6 метров с потолком высотой 3.2 метра. Осветительными приборами были выбраны четыре люминесцентные лампы по 18 Вт каждая. Расстояние от рабочей поверхности до пола 0.8 метра, коэффициент запаса – 1.25, коэффициент отражения пола равен 10, стен – 30, потолка – 50.
Производим расчёт площади:
S = 9 * 6 = 54 кв. м
Далее узнаём индекс помещения:
Ф = 54 / (( 3.2 – 0.8 ) * ( 6 + 9 ) = 1.5
Коэффициент использования ламп в жилых комнатах – У – равен 51.
Производим дальнейшие, окончательные расчёты:
N = ( 300 * 54 * 100 * 1.25 ) / ( 51 * 4 * 1150 ) = 8.63
Всегда округляем в большее число – получаем 9. Это и есть необходимое для правильной организации освещения количество ламп.
2. Ен — нормированная освещенность
Измеряется в Люксах (Лк), является нормированной величиной, прописанной в своде правил строительной документации СНиП. Ниже представлена таблица норм освещенности.
Таблица №1. Рекомендуемые нормы освещенности жилых помещений, согласно СНиП
Помещение нашего примера — жилая комната. Согласно таблицы №1 нормируемая освещенность для данного вида помещений равна 150 Люкс (Лк).
Ен = 150
Подставим значение в формулу:
Фл = (Ен * S * k * z) / (N * η * n)
Фл = (150 * S * k * z) / (N * η * n)
Это интересно: Панели для кухонного гарнитура — разъясняем детально
Лампы для системы освещения
Популярные ранее лампы накаливания и их галогеновые аналоги уже давно не считаются лучшим вариантом для системы освещения. Они отличаются высоким энергопотреблением и сравнительно небольшим сроком службы. Лампа накаливания в среднем работает не больше 1000 часов, галогеновая – около 4000 часов. Из-за этого многие выбирают светодиодные и люминесцентные светильники, отличающиеся большим списком преимуществ.
Использовать лампы накаливая экономически невыгодно
Причинами для выбора светодиодного освещения можно назвать:
- минимальный уровень пульсации – до 1%;
- небольшое энергопотребление – в 5-8 раз меньше, чем у ламп накаливания с тем же световым потоком, вдвое ниже по сравнению с люминесцентными элементами;
- длительный эксплуатационный срок – от 10 до 50 тысяч часов;
- полную безопасность использования – ни работающая, ни разбитая светодиодная лампа не угрожает окружающей среде;
- отсутствие нагрева – хотя для этого светильники должны комплектоваться эффективной системой охлаждения;
- подходящие для рабочего места характеристики излучения – цветовая температура от 3000 до 8000 К, цветопередача больше 0,75.
К недостаткам светодиодов относят высокую стоимость и дорогие источники питания. Альтернативно рабочие места можно освещать и с помощью люминесцентных ламп типа ЛБ. Цвет этих элементов ближе к естественному показателю, а стоимость не такая высокая, как у светодиодных светильников. Однако при работе люминесцентные элементы могут сильно шуметь. Также они имеют высокую инерционность, из-за которой дольше включаются и быстрее выходят из строя при частом включении.
Какие данные необходимы для расчета уровня освещенности
Существует несколько способов, с помощью которых можно рассчитать количество и мощность светодиодных ламп. Прежде чем приступать к расчетам, необходимо разобраться, какие показатели будут в них участвовать.
Перечень переменных и постоянных величин, на основании которых производится расчет светодиодного освещения, состоит из следующих пунктов:
- Площадь помещения, то есть произведение длины на ширину комнаты. Расчеты производятся исходя из того, что помещение имеет прямоугольную форму. При более сложной архитектуре, необходимо условно разделить пространство на правильные фигуры и сложить их площади.
- Поправочный коэффициент, в котором учитывается высота потолков. Поскольку свет распространяется не только по площади, но и по всему объему помещения, яркость освещения напрямую зависит от высоты потолков. Пользуются специальной таблицей коэффициентов. Например, высота потолков от 2.5 до 2.7 м — это коэффициент 1, до 3 м — равен 1.2, до 3.5 м — 1.5, дальше используется корректировочный показатель — 2.
- Еще один норматив — это уровень освещенности, для расчета которого также составлены специальные таблицы для жилых, подсобных, коммерческих и производственных помещений. Показатель измеряется в Лк (люксах).
Наиболее популярные показатели выглядят следующим образом:
- ванная, туалет, подвал, коридор приравниваются к подсобным помещениям, и уровень освещенности в них колеблется от 20 Лк (в подвале) до 50 Лк (в коридоре).
- жилые комнаты оцениваются в пределах от 150 до 300 Лк, минимальные показатели в спальной и кухне — 150 Лк, максимальный уровень в рабочем кабинете и детской комнате — 300 Лк.
Дополнительно при расчетах могут использоваться такие показатели, как:
- чистота помещения (уровень запыленности);
- отделочные материалы и потолки (темные, светлые, глянцевые).
НАСКОЛЬКО ВАЖЕН СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
В зависимости от типа освещения, требований клиента и условий эксплуатации инженер-светотехник подбирает тип оборудования, а затем производит расчет освещенности согласно техническому заданию, нормативным документам, СНиП и ГОСТ в специализированных программных средах таких, как Dialux, Calcalux, Relux, Litestar и др. От качества светотехнического проектирования зависит как реализация концепции, так и эффективность энергозатрат при эксплуатации.
Светотехнический расчет позволяет найти оптимальное и корректное решение: выбрать тип, оптику, мощность светильников, а также определить высоту, месторасположение прибора и направление луча в пространстве, тем самым сократив мощность и стоимость осветительной установки, иными словами – повысить энергоэффективность при наименьшей стоимости первоначальных затрат.
Благодаря различным опциям программ, для сложных и массивных сооружений мы имеем возможность построить сцену освещения с деталями инженерных конструкций, ввести дополнительные элементы и предметы, т.е. точным образом воспроизвести архитектуру объекта, чтобы на этапе разработки проекта избежать ошибок. Правильно выполненный светотехнический расчет и грамотно скомпонованные результаты позволяют упростить настройку оборудования и тем самым сократить время сдачи объекта в эксплуатацию.
Светотехнический расчет помогает определиться с выбором экономической целесообразной системы освещения и ее характеристик. Специалисты светотехнической компании «МТ Электро» в процессе такого расчета определят тип светильников, соответствующих вашему объекту, их мощность, оптимальное количество и особенности установки источников света на указанной площади.
После реализации выполненного светотехнического проекта наши специалисты с помощью профессиональных инструментов могут выполнить замеры освещенности, составить заключение о состоянии системы освещения на измеряемых участках и провести аудит светотехнической установки на предмет соответствия нормативным показателям. Кроме того, наши клиенты всегда могут обратиться к нам за методическими указаниями по проведению замеров и практическому обучение личного состава для самостоятельного проведения светотехнических измерений.
Для полного аудита осветительной установки у компании «СТК МТ Электро» имеется своя зарегистрированная электролаборатория и допуск к энергетическому обследованию объекта.
Расчет провода
При расчете объема кабеля, который потребуется для организации бесперебойного электроснабжения, следует иметь общее представление о схеме разводки электросети, а также нужно составить проект, в который включаются следующие моменты:
- точное количество ламп, высота их крепления и способ подключения к сети;
- точные места расположения осветительных приборов;
При выборе кабеля нужно обращать внимание на его сечение, выдерживаемую мощность и качество. Что касается мощности: в паспорте используемого светильника указана потребляемая мощность, которую следует умножить на количество ламп и прибавить так называемый «запас» (около 20%)
Чаще всего при монтаже архитектурного освещения используется провод с сечением 3*4 мм².
Дополнительно необходимо просчитать длину требуемого кабеля, при которой учитываются вышеуказанные показатели, к которым стоит также добавить около 10-15% «запаса» провода.
Организация рабочего места при работе с компьютером
При работе на компьютере следует учитывать не только норму освещенности в 300 лк, но и возможные помехи для пользователя со стороны светильников. Отражения на столе или экране могут привести к повышению нагрузки на зрение. Света должно быть достаточно для охвата клавиатуры и расположенного рядом пространства (где могут быть документы) – но не столько, чтобы появились блики.
Монитор не следует располагать экраном к окну – пользователь должен сидеть к оконному проему боком. Но, если другой возможности размещения дисплея нет, следует использовать шторы или жалюзи.
При использовании искусственных источников мы советуем придерживаться таких рекомендаций:
- расстояние от лампы до монитора должно более чем в 5 раз превышать размер его диагонали;
- источник света желательно располагать с левой стороны от экрана;
- свет не должен быть слишком ярким – высокая освещенность тоже приводит к напряжению зрения и усталости.
Рабочая поверхность тоже не должна отражать свет, поэтому в офисы не покупают столы с лакированной поверхностью. Если рабочее место организуется с использованием уже готовой мебели (например, в домашних условиях), и на столешнице заметны блики, ее закрывают с помощью силиконовых или матовых покрытий (салфеток, ковриков). Монитор желательно выбрать глянцевый, с лучшей цветопередачей и высокой яркостью. Но при попадании на его поверхность света от естественных или искусственных источников стоит использовать технику с матовым экраном, снижающим нагрузку на глаза и предотвращающим появление отражений на дисплее.
Дополнительные требования
Свет характеризуется не только интенсивностью. Другие параметры способны существенно влиять на зрение человека. Известно, что любой источник света при работе пульсирует с определённой частотой. Если частота такова, что улавливается зрительной системой, а это меньше 300 Гц, то она может влиять на концентрацию внимания, ухудшать зрение, вызывать головные боли, искажать изображение. Поэтому показатель пульсации не должен превышать 5%.
Свет имеет способность отражаться от поверхностей, причём не только от глянцевых. Коэффициент отражения есть у любой поверхности и это тоже учитывается при организации подсветки. Нормы для коэффициента отражения таковы:
- рабочая поверхность или стол — 0,2–0,7;
- стены — 0,3–0,5;
- потолок — 0,6–0,8;
- пол — 0,1–0,4.
Задача №1 — расчёт мощности светильника
Я столкнулся c первой задачей. То есть я решил, каким образом будут располагаться светильники и для осуществления моей задумки, я расположил девять светильников в виде буквы «П»:
Соответственно мне необходимо было определить, каким световым потоком должен обладать светильник, чтобы обеспечить требуемую освещённость на кухне, а по световому потоку выбрать марку и модель светильника.
Для расчёта требуемого количества светильников нам необходимо знать нормативную освещённость, которая устанавливается СНиП 23-05-95* — «Искусственное и естественное освещение». Согласно данного СНиПа для кухни Ен=150 лк
Площадь моей кухни равна 5 кв.м, S=5
Количество светильников: N=9
Теперь осталось разобраться с коэффициентами:
К – коэффициент запаса, также как и нормативная освещённость принимается по СНиП 23-05-95 (для жилых помещений 1,4 – 1,5), я принял К=1,4
Z – коэффициент неравномерности, принимается в зависимости от типа ламп и находится в пределах 1,0-1,2, для светодиодных светильников допускается принять Z=1,0
η – коэффициент использования светового потока, зависит от индекса помещения, отражающих поверхностей и типа ламп. Вообще данный коэффициент принимается по специальным таблицам, их можно найти на сайтах производителей ламп. На данный момент, я смог найти таблицы только для люминесцентных и ртутных ламп, всё-таки светодиодные лампы только набирают обороты, и информации для расчётов практически нет, но при всём этом, одну из таких таблиц активно используют сайты, продающие светодиодное оборудование: вот один из них — http://diode-system.com/kak-rasschitat-kolichestvo-svetilnikov.html А если используют профессионалы, то почему бы не воспользоваться и нам?
Таблица коэффициентов использования светового потока:
Теперь нужно понять, как ей пользоваться. Мы видим, что коэффициент использования светового потока зависит от индекса помещения и от коэффициентов отражения поверхностей потолка, стен и пола. Для коэффициентов отражения приведены наиболее распространённые варианты. Например: схема 0,7-0,5-0,3 (четвёртый столбик таблицы) соответствует помещению с белым потолком, светлыми обоями, и напольным покрытием, которое темнее обоев (это наиболее распространённый вариант)
Примерные коэффициенты отражения приведены в таблице ниже:
Согласно таблицы, для моей кухни подойдёт схема 0,7-0,5-0,3
Теперь рассчитаем индекс помещения — i. Этот параметр напрямую зависит от габаритов помещения и высоты рабочей поверхности. Если рабочей поверхностью считают стол, то обычно hраб=0,8 м. Для кухни рабочей поверхностью является: стол, плита, столешница, мойка, а они, как правило, имеют высоту 0,8-1,0 м, поэтому я принимаю hраб=0,8 м
Теперь рассчитаем расчётную высоту. Расчётная высота – это расстояние от светильника до рабочей поверхности, в моём случае светильники точечные встраиваемые, то есть расчётная высота будет измеряться от плоскости потолка до рабочей поверхности:
Сам индекс помещения рассчитывается по формуле:
a и b – соответственно ширина и длина помещения.
Округляем индекс помещения в большую сторону из ряда: 0,6; 0,8; 1,00; 1,25 и т.д. (смотрите второй столбец таблицы). Соответственно я принимаю 0,8
Теперь у нас есть все данные, чтобы определить коэффициент использования светового потока, пользуемся таблицей и получаем, что η = 0,39
И так, подставляем все данные в формулу для определения светового потока одного светильника:
То есть световой поток одного светильника будет равен 299 люмен. Это ориентировочно светодиодные светильники мощностью 3,5-4 Вт (см. таблицу ниже)
То есть для моей кухни подойдёт 9 светодиодных ламп мощностью 3,5 — 4 Вт (≈ 299 лм). Заходим в интернет и находим светильники соответствующей мощности, на всякий случай смотрим такой параметр, как световой поток (чтобы он был не менее нашего расчётного).
Вот, что удалось найти сразу:
Самое главное не ошибитесь с типом лампы, её цоколем и патроном. В своих точечных светильниках я использовал лампы с типоразмером MR16 и цоколем GU-5.3
Требования к освещению для помещений с компьютером
Для офисных помещений, где используются компьютеры, выдвигаются особые требования. Причиной является дополнительное воздействие на глаза света от монитора, которое нужно компенсировать искусственной подсветкой.
В комнатах с использованием компьютерной техники с дисплеями яркость общего света должна быть не менее 200 Лк. Если компьютеры стоят на рабочем столе, то уровень комбинированного освещения должен составлять 500/300 Лк, а искусственного — 400 Лк.
Непрерывная работа за компьютером запрещена. В дневное время максимальное время непрерывной работы составляет 2 часа. В тёмное время суток — 1 час, после чего необходимо сделать 10-15-минутный перерыв и желательно проделать упражнения для глаз.
К лампам также выдвигаются определённые требования. Коэффициент пульсации не должен быть свыше 10%, а индекс цветопередачи — не менее 80%. Таким нормам соответствуют, например, светодиодные светильники. Светодиодные лампы располагают на расстоянии 50-60 см от монитора. Их свет не должен попадать прямо на монитор или в глаза человеку. Лучше всего применять лампы с рассеянным жёлтым светом.
Правильная подсветка рабочего места обеспечивает высокую производительность труда и удовлетворённость специалистов. Соблюдая основные нормы и правила, работодатель обеспечивает своим сотрудникам комфортные условия, которые не только повышают работоспособность каждого отдельного члена коллектива, но и способствуют поддержанию здоровья.
Разновидности освещения на потолке
Люстра – самый традиционный вариант освещения помещения, располагается непременно в центре потолка, декорируется несколькими ответвлениями или рожками, центр комнаты освещают великолепно.
Вмонтированные точечные светильники или споты крепятся в подвесных или натяжных потолочных конструкциях. Основная их конструкция визуально незаметна, так как находится внутри чистовой поверхности потолка, с внешней стороны можно наблюдать только саму лампу и её декоративное оформление.
Подсветка в виде линейных осветительных устройств, скрытых от визуального обозрения. В основном их используют на натяжных или подвесных потолочных конструкциях, но обычный потолок для этого тоже подойдет, достаточно сделать гипсокартонный короб. Главным назначением подсветки является эстетическое украшение комнаты, но не функциональность.
Однако, для обустройства современного и стильного освещения комнаты можно использовать, кроме названых, следующие виды: торшеры, настенные бра или настольные лампы с красивыми абажурами.
Метод расчета по световой мощности
Расчет в люменах, безусловно, ближе и точнее, но практичным его почему-то не считают. Многие отказываются от него из-за его сложности. Но если вникнуть в суть, то можно заметить, что сложность его заключается в единицах измерения. Измерение ведётся в люменах. То есть, этот метод показывает, сколько светового потока придется на один квадратный метр.
Вычисление происходит по тому же принципу, что и ранее. Берется площадь, умножается на нужную нам освещенность, так мы узнаем мощность светового потока, приводимую на один квадратный метр (однако, теперь она считается в люксах). Дальше, чтобы узнать общую мощность, мы умножаем площадь на уже известную мощность светового потока. Общая мощность теперь обозначается как люмен. Теперь сами видите, что метод является сложным, лишь из-за того, что измерения производятся в люменах и люксах.
Естественное освещение
Использовать естественное освещение для офиса не только эффективно, но и выгодно. В большинстве случаев, солнечные лучи создают достаточный уровень освещенности на расположенных рядом с окнами столах. При том, что работа такого источника света бесплатная – единственной проблемой могут стать облака и осадки.
При большом количестве окон в помещении для комфортной работы может быть достаточно естественного освещения
Для определения соответствия нормам освещенности от солнечных лучей пользуются коэффициентом КЕО. В южных регионах он должен быть не меньше 1,2%, в северных частях страны – 1%. Рассчитывают коэффициент путем деления уровня освещенности в комнате на показатель на открытом месте в безоблачную погоду и умножения полученного результата на 100%.
Свет может попадать на рабочие места через два вида проемов:
- световые фонари на крыше, дающие верхний свет, который считается более естественным – правда, пользоваться ими можно только в комнатах на верхних этажах здания;
- окна в стенах, обеспечивающие только боковое освещение – самый распространенный и простой вариант;
- световые трубы – способ достаточно дорогой, но позволяющий получить верхнее освещение за счет использования специального «светопровода», сделанного из светоотражающего материала.
Устанавливая оборудованию, технику и компьютеры ближе к оконным проемам, можно обеспечить рабочие места достаточным количеством солнечного света
При выборе офисного помещения стоит обратить внимание на максимально возможную по строительным нормам площадь окон
Содержание
- Общие правила организации света
- Практические рекомендации
- Исходные данные и расчёты
Мало кто задумывается над значением естественного или искусственного света для человека. Он давно стал обыденной составляющей нашей жизни. Но особенно важен качественный свет на работе. Ведь от его интенсивности и сбалансированности напрямую зависит здоровье и производительность персонала.
Общие правила организации света
В большей степени интенсивность освещения офисных помещений подбирается из характера зрительной работы сотрудников. Чем она сложнее – тем ярче освещение должно быть на столе служащего.
Параметры освещения
Причём важна не только качественная подсветка рабочего места – общая освещённость должна соответствовать ей по интенсивности, иначе глаза оператора будут постоянно перенапрягаться при переводе взгляда на более затемнённые участки. Такие резкие перепады провоцируют ускоренное утомление, человек становится вялым и невнимательным, продуктивность труда ощутимо снижается.
Нужно всячески избегать резкого контраста общего светового фона и подсветки мест работы персонала. Поэтому рекомендуется, чтобы разница между общей и локальной освещённостью составляла не более 25%.
В идеале в рабочем помещении не должно быть слишком затенённых мест. Чем ровнее световой поток распределяется по комнате, тем здоровее, инициативнее и производительнее персонал.
При смене деятельности на более сложную – требующую большей зрительной концентрации и внимания оператора, допускается использовать локальную подсветку (с условием, что при этом не будет нарушаться эргономика служебных мест остальных сотрудников, и свет от настольных ламп не будет их слепить).
Например, для программиста необходимо использовать такие светильники, которые не будут создавать блики на дисплеях компьютера. Так как при этом значительно снижается способность распознавать изображения или однотипный программный код.
Из этих же соображений рекомендуется устанавливать на световые проёмы — возле мест, где сидят работники любые жалюзи (шторы), препятствующие бликованию. Помогает также использование мониторов со специальным антибликовым покрытием.
Помимо экранов, разнонаправленные блики могут создавать и клавиши клавиатуры. Поэтому локальную подсветку лучше выбирать регулируемую, дабы направленность потока от ламп можно было настроить так, чтобы отражённый свет не бил в глаза.
В таблице ниже приведены границы яркости светильников, используемых для подсветки стола программиста (оператора). При их соблюдении обеспечивается минимальная блескость.
Предельная яркость
Впрочем, это касается не только программиста, но и служебных мест сотрудников других профессий. Ведь в сегодняшних реалиях многие работники, вместе с основными обязанностями, совмещают должность компьютерного оператора. В зависимости от выполняемых ими функций, требования к освещенности немного разнятся.
Самые значительные светотехнические параметры приведены в таблице:
Требования к освещению
Как видим, важнейшими характеристиками, определяющими выбор подходящего освещения, являются:
- общий уровень освещенности, исходя из специфики выполняемых в помещении работ;
- степень дискомфорта от повышенной яркости светового потока, и провоцируемой им блескости;
- равномерность распределения лучей ламп (или естественной инсоляции) по всей комнате;
- адекватная цветопередача, крайне важная для многих видов работ (черчения, проектирования, подборе цветов в дизайне и т.п.);
- пульсация светильников – некоторые виды ламп (люминесцентные – в особенности) обладают незаметным на первый взгляд мерцанием, однако такое неявное колебание провоцирует повышенную утомляемость глаз работника, приводит к возникновению головных болей, снижению концентрации внимания.
В дневное время также важное значение будет играть: количество, размеры, и расположение окон.
Практические рекомендации
Гигиеническими нормами принято, что в помещениях, в которых человек работает (или просто постоянно находится), освещённость должна составлять не менее двухсот люксов.
Причём такая освещённость должна достигать максимума на рабочей поверхности (обычно принимается величина — 0,8 метров от пола).
Также на эффективность распространения лучей ламп может повлиять высота помещения, чем она выше – тем дальше источник света от плоскости стола. Если потолки в офисе высокие – обязательно в расчет вводится поправочный коэффициент – 1,5, который увеличивает общее количество ламп, так как световой поток нужной интенсивности просто не доходит до мест трудящихся. Поэтому логично, что для комнат с бóльшим внутренним пространством и ламп нужно использовать больше.
Как вариант, в этом случае можно использовать светильники на длинных проводах-подвесах. Они легко регулируются под любую высоту потолков – очень удобно. И свет попадает именно туда, куда следует. Для подсветки рабочей зоны предпочтительнее выбирать линейные модели, они будут равномерно освещать всю поверхность.
Что касается выбора самих светильников и ламп к ним, то для общей подсветки лучше всего отдавать предпочтение моделям, вроде популярных растровых светильников. Сегодня их оборудуют экономичными и очень яркими светодиодными системами. Они обеспечивают мягкий и ровный фон, не мерцают и не выгорают во время работы так сильно, как люминесцентные.
Растровое освещение
Желательно выбирать лампы, светящие в солнечно-жёлтом или нейтрально-белом спектре. Из-за минимального различия с естественной инсоляцией, они обеспечивают наименьшую зрительную усталость и высокоэффективную работу персонала.
Исходные данные и расчёты
Проведём расчет освещенности на конкретном примере – рабочем месте программиста.
Исходные параметры: длина и ширина кабинета составляют: а = 5 м и б = 4 м, соответственно, высота потолка — h = 3 м.
Расчет производится под типовой растровый светильник с 4-ю линейными люминесцентными лампами (Кл), мощностью 18 Вт каждая (1 лампа даёт световой поток (СПл), равный 900 лк).
Рабочее место
В обязательном порядке в расчет нужно вносить поправки на цвет и степень отражаемости всех поверхностей. В нашем примере все поверхности покрыты белой побелкой, пол – серый, а значит, индексы отражения составляют: для потолка – 80, для стен – 80 , для пола — 30.
Коэффициент отражения
Поскольку должность программиста предполагает длительные монотонные операции — со высоким уровнем зрительной работы (различение объектов, размером от 3 до 5 мм), то возьмём за норму – освещённость его рабочего места (Е) в 500 люксов (см. первую таблицу).
Коэффициент запаса (поправка на запылённость) для нашего примера равен 1,2 (Кз).
Коэффициент запаса
Определяем индекс помещения (Ип), расчет:
Ип = S/((h1-h2)*(а+б))
Ип = (5*4) / ((3-0,8) * (5+4)) = 1,01
Теперь, воспользовавшись таблицей, приведённой ниже, можно определить коэффициент использования (U) – в нашем случае он составит 65.
Отражение света
Выполним, наконец, расчет количества светильников (Ксв.) для данного помещения.
Ксв. = (E*S*100*Кз)/(U*Кл*СПл)
(500 *20*100*1,2)/ (65*4*900) = 5 светильников
Получается, что для кабинета программиста размером 5 х 4 м достаточно будет установить 5 растровых светильников.
Благодаря применению качественного освещения значительно повышается общая эргономика в офисных помещениях. В результате работник намного меньше устаёт, а значит, и трудится гораздо эффективнее.