Проектирование и расчет естественного освещения

В СНиП 23.05.95 сведены все требования, касающиеся расчетов естественного и искусственного освещения для жилых и производственных помещений.

Этот документ устарел – уточняющий текст вышел в Своде Правил (СП) 52.13330.201.

Приложение к этому документу регламентирует сам процесс расчета. Оба документа освещают большую область вопросов, относящихся к теме монтажа и расчетов осветительного оборудования.

Разобраться в документах без образования очень сложно, давайте постараемся прояснить основные моменты, и узнаем, как идёт проектирование естественного освещения и искусственного.

Основные понятия

Пойдем классическим путем. Чтобы лучше ориентироваться в тексте, представим основные понятия, с которыми придется столкнуться, занимаясь вопросом расчетов. Ещё нам нужно узнать факторы, влияющие на выбор и оптимизацию освещения.

• Естественное освещение – это солнечный свет, проникающий в здания через оконные проемы. Для любого живого организма (и для человека) он оптимален, поэтому при проектировании нужно стараться использовать его, при том, что доставаться оно будет бесплатно (читайте по ссылке: программы для расчета окон). Чем больше в комнате солнечного света, тем меньше дополнительных ламп установить в нее придется.

• Недостаток естественного освещения в том, что оно не постоянное – происходят естественные циклы смены дня и ночи, регулярно меняется длительность светового дня, на уровень сильно влияет пасмурная погода. Поэтому его дополняют искусственными светильниками, которые ставятся там, где натурального света недостаточно. Такое освещение называется смешанным.

• Также помещение может быть недоступным для проникновения света солнца (подвал, внутренние комнаты) или им пользуются в ночное время. Для решения вопроса применяют полностью искусственное освещение – электрические светильники разного типа.

• Оба вида освещения разделяют ещё на два вида, по тому, как лучи света падают на поверхности – боковое и верхнее. Ещё они бывают комбинированными. Лучшим считают последний вариант, когда свет падает сразу с нескольких сторон на объект, это дает возможность убрать резкие тени. Худшим будет боковое освещение, так как теней от него больше всего, и они сильно растянуты.

Существуют специальные программы для расчета освещения. О них подробно можете узнать по ссылке.

Для разных типов зданий предусмотрены отличающиеся нормы освещенности. Влияют на выбор и типы работ, которые будут при нем выполняться. По регламенту СНиП все виды зрительных работ разделены на 8 разрядов, каждый из которых имеет и подразряды. Это вы можете увидеть на следующей схеме.

Такое деление позволило дало возможность в единую таблицу все требования по освещенности, требующиеся для зрительной работы. В упомянутом СНиП эта таблица идет под номером 1.

Этапы проектирования освещения

Планирование освещения разбивается на несколько этапов, которые будут отличаться (о проектировании освещения зданий читайте по ссылке). Рассмотрим все по отдельности.

Проектирование естественного освещения

Начнем с солнечного света, интенсивность работы которого будет зависеть от расположения и ориентации здания и его конструкции. Руководство по проектированию естественного освещения содержит много рекомендаций — назовем основные.

• Выбор системы естественного освещения — это первый этап. Тут основной фактор — форма и тип строения. Если оно многоэтажное и ширина соотносится с высотой 1 к 8, то выбирают боковую схему. Если строение одноэтажное, или рассматривается отдельно верхний этаж высотки, то можно перейти к верхней или комбинированной схеме.

• Подбирают окна и светопропускающие материалы. С последним все ясно, так как в 95% случаев используют стекло, то вот типы окон могут отличаться. Сориентироваться поможет тот же СНиП по проектированию естественного и искусственного освещения, в котором есть таблица, где предлагаются варианты окон для помещения разного назначения.

При выборе типов оконных проемов сразу стоит предусмотреть фактор паразитного слепящего солнечного света. На окна устанавливают жалюзи и другие светоотражающие завесы. Изделия учитываются в других расчетах.

Географическое положение строения также играет роль. На разной широте интенсивность солнечного освещения отличается. Поэтому световой климат разделили на 5 поясов. Коэффициенты солнечности каждого из них можно посмотреть в таблице ниже.

Разряды зрительной работы будут иметь свои показатель коэффициента естественной освещенности (КЕО) в разных солнечных поясах.

КЕО – одна и главных величин, по которой планируют естественное освещение. Она определяет соотношение уровня солнечного света за пределами здания, к конкретной точке внутри него. Измеряется этот показатель процентами.

Когда учтены все параметры, производят расчет расположения окон с ориентацией по сторонам света, тип стекол и их количество.

На проектном плане определяют все места с недостаточным естественным освещением. Для подсветки здесь будут использоваться искусственные источники света.

Проектирование искусственного освещения

Переходим к альтернативе – электроприборам. Расчет может быть двух видов – отдельный и совмещенный. Расчет каждого из них выполняется по отдельности, но методология мало чем отличается.

• Сначала определяются с нормативным уровнем освещенности. Нужные показатели представлены в следующей таблице. Ориентируются по разряду зрительной работы. При строительстве жилых зданий за основу берут строительные нормы.

• Каждая комната в жилом доме имеет свои показатели уровня освещенности.

• Интенсивность освещения очень важна, но одним этим показателем не ограничишься. Чтобы в помещении было комфортно работать, свет нужно распределить максимально равномерно. Достигается такой эффект благодаря расстановке светильников по всей площади комнат.
• Если же, сохраняя интенсивность света, уменьшить количество светильников, то будет пропорционально расти их мощность. Поэтому это приводит не только к сокращению расходов на количестве ламп, но и к их росту за счет увеличения трат на эксплуатационные расходы и общего наблюдения за инженерными коммуникациями.
• Еще один показатель, на который влияет кучность светильников – ослепленность.

• Он может вносить серьезные поправки в интенсивность освещения. При его измерении учитываются расстояние между светильниками, высота от них до рабочих поверхностей и уровень светоотражения стен. Когда показатель ослепленности превышает допустимые значения либо меняют расположение светильников, либо снижают их мощность, чтобы получить оптимально комфортное значение.
• Также важна и цветопередача используемых ламп. Этот показатель довольно сложно понять. Измеряется он в условных единицах Rа. Дело в том, что разные лампы выдают свет, отличающийся по спектру. Из-за этого одни и те же цвета человек воспринимает по-разному. Есть виды работ, где отличия тонов недопустимы.

• За эталон взят спектр солнечного света при ясном небе. Наиболее близки к нему будут лампы с показателем Ra в районе 100 единиц. Все варианты, что ниже 80-ти считаются плохо передающими натуральные оттенки.
• Еще один параметр света – его температура. Вы, наверняка, часто слышали выражения теплый, дневной или холодный свет. Это говорит об оттенке света. Таблица световой температуры представлена далее. Градация шкалы указана в Кельвинах.

• По этому показателю к дневному свету ближе лампы, выдающие 4000 К. Лампы накаливания и галогенки имеют температуру в 2700-3000 К – это соответствует солнечному свету на закате. Холодный оттенок в природе можно встретить в пасмурную погоду. Каждый оттенок будет подходить под определенные состояния человека. Желтый – отход ко сну, белый и синий – активная работа.

Выбор ламп

По указанным параметрам и по мощности подбираются лампы. При подборе важно не только знать назначение помещения, но и оптимально соотнести эффективность прибора с его сроком службы.

При выборе ламп смотрят дополнительно на следующие показатели:

1. Светоотдача ламп для жилых помещений должна составлять не менее 55 Люмен на 1 Ватт.
2. Обратите внимание на коэффициент пульсации. Этот параметр важен для светодиодных и люминесцентных ламп. Чтобы уменьшить этот эффект (лампы мерцают с удвоенной частотой электрического тока, от которого питаются – 100 раз в секунду), их подключают к разным фазам трехфазной сети со смещением на 120 градусов, а также сдвигают плотнее друг к другу.

Самым последним этапом в проектировании освещения является подбор светильников. Тут речь идет не об эстетической составляющей, а эксплуатационных характеристиках. Разные изделия подходят под те или иные условия – одним не страшны высокие температуры, другие прекрасно переносят повышенную влажность.

Подробней об освещении частного дома и участка читайте на нашем сайте.

Видео: классификация и расчет освещения

Заключение

Конечно, эту сложную тему мы разобрали вкратце, и углубляться в технические «дебри» не стали. Однако и этой информации достаточно для получения базовых знаний о проектировании освещения. Все остальные технические моменты предназначены для специалистов – для обывателя они не более чем цифры.

Если вы задумали строить сооружение любого назначения, стоит привлечь к составлению проекта конструкторское бюро, работа которого гарантирует соблюдения основных норм и требований законодательства.