Освещенность помещений: нормы 150-500 люкс по СП 52.13330

Нормативная база проектирования систем освещения

Проектирование систем искусственного освещения зданий и сооружений регламентируется комплексом нормативных документов. Основополагающим является СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение», представляющий актуализированную редакцию СНиП 23-05-95. Данный свод правил действует с учетом Изменения № 1 от 20 ноября 2019 года и Изменения № 2 от 28 декабря 2021 года, устанавливая требования к освещению помещений производственного, общественного и жилого назначения на территории Российской Федерации.

Дополнительно применяются санитарные правила СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания», введенные в действие с 1 марта 2021 года и заменившие ранее действовавший СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03. Гигиенические нормативы определяют предельно допустимые уровни факторов среды обитания, включая параметры световой среды на рабочих местах и в жилых помещениях. ГОСТ Р 55710-2013 регламентирует методы измерения освещенности рабочих мест внутри зданий.

Нормируемые значения освещенности принимаются по шкале с определенным шагом: 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500 люкс. Данная шкала обеспечивает рациональный выбор оборудования и упрощает светотехнические расчеты при проектировании.

Основные светотехнические параметры и величины

Световой поток и освещенность

Световой поток представляет собой мощность световой энергии, оцениваемую по световому ощущению, которое она производит на человеческий глаз. Единица измерения светового потока — люмен (лм). Данная характеристика является основной при выборе источников света и определяет количество световой энергии, излучаемой лампой во всех направлениях.

Освещенность характеризует поверхностную плотность светового потока и измеряется в люксах (лк). Один люкс равен освещенности поверхности площадью один квадратный метр при падающем на нее световом потоке, равном одному люмену. Математически освещенность определяется как E = Ф / S, где Ф — световой поток в люменах, S — площадь освещаемой поверхности в квадратных метрах.

Световая отдача источников

Световая отдача характеризует эффективность преобразования электрической энергии в световую и измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Современные светодиодные источники обеспечивают световую отдачу 90-100 лм/Вт для бытовых моделей, что в 7-8 раз превышает показатели ламп накаливания. Люминесцентные лампы занимают промежуточное положение с показателями 60-80 лм/Вт в зависимости от типоразмера.

Коэффициент пульсации освещенности

Коэффициент пульсации освещенности характеризует относительную глубину колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока источников света при питании их переменным током. Для рабочих мест с компьютерами коэффициент пульсации не должен превышать 5 процентов, для офисных помещений общего назначения допускается до 10 процентов, для прочих помещений общественных зданий — до 15 процентов. Высокий уровень пульсаций приводит к зрительному утомлению и снижению работоспособности.

Нормируемые показатели освещенности помещений

Жилые и общественные здания

Для жилых помещений нормы освещенности дифференцированы в зависимости от функционального назначения пространства. Жилые комнаты и спальни требуют минимальной освещенности 150 люкс на горизонтальной поверхности. Данное значение обеспечивает комфортные условия для чтения, работы с документами и других видов деятельности при общем освещении помещения.

Рабочие кабинеты и библиотеки в жилых зданиях проектируются с учетом повышенных требований — освещенность должна составлять 300 люкс. Это обусловлено необходимостью выполнения работ, требующих различения мелких деталей и длительной концентрации зрения. Кухонные помещения нормируются на уровне 150 люкс для рабочих поверхностей столов и оборудования.

Офисные и административные помещения

Офисные помещения общего назначения с использованием персональных компьютеров проектируются с освещенностью 300 люкс на уровне рабочих столов. При этом коэффициент пульсации не должен превышать 5 процентов для предотвращения стробоскопического эффекта при работе с мониторами. Офисы открытой планировки с большой площадью рабочих зон требуют повышения нормируемой освещенности до 400 люкс с коэффициентом пульсации не более 10 процентов.

Помещения для работы с чертежами, конструкторские бюро и проектные залы нормируются на уровне 500 люкс. Высокие требования обусловлены необходимостью различения тонких линий, мелких обозначений и цветовой дифференциации элементов документации. Аналогичные нормы применяются для учебных классов и аудиторий в образовательных учреждениях.

Вспомогательные помещения

Коридоры и холлы общественных зданий освещаются с расчетной освещенностью 75 люкс на уровне пола. Лестничные марши требуют минимум 50 люкс для обеспечения безопасности перемещения. Архивные помещения и кладовые нормируются аналогично коридорам — 75 люкс, поскольку не предполагают выполнения точных зрительных работ.

Характеристики современных источников света

Лампы накаливания

Лампы накаливания характеризуются низкой световой отдачей 10-13 лм/Вт и коротким сроком службы около 1000 часов. Согласно ГОСТ Р 52706-2007, минимальный световой поток биспиральной лампы мощностью 60 Вт составляет 710 люменов, лампы 100 Вт — 1340 люменов. Несмотря на простоту конструкции и низкую стоимость, данный тип источников постепенно выводится из эксплуатации по причине низкой энергоэффективности.

Основные преимущества ламп накаливания включают отличную цветопередачу (индекс цветопередачи около 100), мгновенное зажигание без задержки, возможность плавного регулирования яркости. Однако высокое тепловыделение и значительное потребление электроэнергии ограничивают их применение современными проектными решениями.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы типа Т8 диаметром 26 миллиметров широко применяются в офисных и производственных помещениях. Лампа мощностью 18 Вт обеспечивает световой поток 1150 люменов (световая отдача 64 лм/Вт), 36-ваттная — 2850 люменов (79 лм/Вт), 58-ваттная — 4600 люменов (79 лм/Вт). Срок службы качественных люминесцентных ламп достигает 8000-12000 часов при правильной эксплуатации.

Важным параметром является цветовая температура люминесцентных источников. Для офисных помещений рекомендуется применение ламп с цветовой температурой 4000 К (нейтральный белый свет), обеспечивающих комфортные условия зрительной работы. Теплый белый свет 3000 К предпочтителен для жилых помещений, холодный белый 6500 К — для технологических процессов с высокими требованиями к цветоразличению.

Светодиодные источники

Светодиодные лампы демонстрируют световую отдачу 90-95 лм/Вт для бытовых моделей. Лампа мощностью 10 Вт эквивалентна по световому потоку 60-ваттной лампе накаливания (около 900 люменов), 20-ваттная светодиодная лампа обеспечивает световой поток 1900 люменов. Качественная продукция ведущих производителей характеризуется стабильными параметрами в течение всего срока службы.

Срок службы качественных светодиодных источников составляет 30000-50000 часов, что в 30-50 раз превышает ресурс ламп накаливания. Деградация светового потока светодиодов происходит постепенно — к концу номинального срока службы световой поток снижается до 70 процентов от первоначального значения. Коэффициент пульсации качественных светодиодных ламп с драйвером не превышает 1-5 процентов, что соответствует наиболее строгим требованиям.

Метод коэффициента использования светового потока

Область применения метода

Метод коэффициента использования светового потока применяется для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при использовании светильников любого типа. Данный метод является основным при проектировании систем освещения производственных, административных и общественных помещений. Метод обеспечивает достаточную точность расчетов при относительной простоте вычислений.

Основные допущения метода включают: однородность распределения яркости отражающих поверхностей помещения, диффузный характер отражения света от стен и потолка, усреднение коэффициентов отражения по всем поверхностям. Метод не применяется для расчета локализованного освещения и помещений с существенным затенением рабочих мест технологическим оборудованием.

Основная расчетная формула

Требуемое количество светильников определяется по формуле: N = (Eн × S × Кз × z) / (n × Фл × η), где Eн — нормируемая освещенность в люксах; S — площадь помещения в квадратных метрах; Кз — коэффициент запаса; z — коэффициент неравномерности освещения; n — количество ламп в одном светильнике; Фл — световой поток одной лампы в люменах; η — коэффициент использования светового потока.

При известном количестве светильников формула может быть преобразована для определения требуемого светового потока ламп: Фл = (Eн × S × Кз × z) / (N × n × η). По расчетному световому потоку выбирается стандартная лампа, значение светового потока которой не должно отличаться от расчетного более чем на минус 10 или плюс 20 процентов.

Коэффициент запаса

Коэффициент запаса учитывает снижение освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения светильников и старения источников света. Для помещений с малым выделением пыли принимается Кз равный 1,3. В помещениях со средним выделением пыли коэффициент повышается до 1,5. Производственные помещения с большим выделением пыли и агрессивных веществ требуют применения коэффициента запаса 1,8-2,0.

Коэффициент неравномерности освещения z характеризует отношение средней освещенности к минимальной. Для люминесцентных и светодиодных светильников, расположенных непрерывными рядами, принимается z равный 1,1. При использовании ламп накаливания и разрядных ламп высокого давления коэффициент составляет 1,15. При расчете на среднюю освещенность коэффициент неравномерности не учитывается.

Расчет индекса помещения и коэффициента использования

Определение индекса помещения

Индекс помещения характеризует геометрические соотношения помещения и влияет на распределение светового потока. Расчет производится по формуле: i = S / [Hp × (A + B)], где S — площадь помещения в квадратных метрах; Hp — расчетная высота подвеса светильников над рабочей поверхностью; A и B — длина и ширина помещения в метрах. Расчетная высота Hp определяется как разность между высотой помещения H, высотой подвеса светильника от потолка h1 и высотой рабочей поверхности h2.

Типичные значения индекса помещения находятся в диапазоне от 0,5 для узких коридоров до 5 для больших производственных цехов с низкими потолками. Увеличение индекса помещения свидетельствует о более эффективном использовании светового потока, поскольку меньшая часть света поглощается стенами. Для офисных помещений стандартной конфигурации индекс обычно составляет 1,5-2,5.

Коэффициенты отражения поверхностей

Коэффициент отражения потолка существенно влияет на эффективность осветительной установки. Белые и светлые потолки с коэффициентом отражения 70-80 процентов обеспечивают максимальное использование отраженного света. Серые потолки с коэффициентом 50 процентов снижают эффективность, темные потолки с коэффициентом 30 процентов значительно уменьшают коэффициент использования светового потока.

Коэффициенты отражения стен также влияют на светораспределение, особенно в небольших помещениях. Светлые стены (коэффициент отражения 50-70 процентов) рекомендуются для офисных и учебных помещений. Темные стены (коэффициент отражения 10-30 процентов) применяются в производственных помещениях, где требуется предотвратить ослепление от отраженного света. Коэффициент отражения пола обычно принимается 10-30 процентов в зависимости от покрытия.

Определение коэффициента использования

Коэффициент использования светового потока определяется по специальным таблицам для каждого типа светильника в зависимости от индекса помещения и коэффициентов отражения потолка, стен и пола. Производители светотехнического оборудования предоставляют таблицы коэффициентов использования в технической документации на светильники.

Для помещений со светлыми поверхностями (потолок 70 процентов, стены 50 процентов, пол 30 процентов) и индексом помещения 2 коэффициент использования типового офисного светильника с люминесцентными лампами составляет 0,55-0,65. При темных стенах (потолок 50 процентов, стены 30 процентов, пол 10 процентов) и том же индексе коэффициент снижается до 0,40-0,50. Светодиодные светильники с направленным светораспределением демонстрируют коэффициент использования 0,50-0,70 в зависимости от конструкции оптической системы.

Точечный метод расчета освещенности

Назначение и область применения

Точечный метод расчета применяется для определения освещенности в конкретных точках помещения при любом расположении осветительных установок. Метод используется для расчета локализованного и местного освещения, освещения наклонных и вертикальных поверхностей, а также для проверочных расчетов общего освещения в помещениях со сложной геометрией или наличием затеняющего оборудования.

Особенностью точечного метода является возможность учета прямой составляющей освещенности от каждого светильника с высокой точностью. Отраженная составляющая освещенности учитывается приближенно с помощью коэффициента дополнительной освещенности. Метод требует более трудоемких вычислений по сравнению с методом коэффициента использования, однако обеспечивает детальную картину светораспределения.

Методика расчета для точечных светильников

Расчет начинается с определения расчетной высоты подвеса светильника Hp как разности между высотой установки светильника и высотой нормируемой поверхности. На плане помещения наносятся расположение светильников и контрольные точки, в которых освещенность может оказаться минимальной. Обычно расчетная точка выбирается в центре поля, образованного четырьмя ближайшими светильниками, или посередине стороны крайнего поля.

Освещенность в расчетной точке от одного светильника определяется с использованием кривых силы света или таблиц изолюкс условной горизонтальной освещенности для данного типа светильника. Для получения суммарной освещенности учитывается вклад всех светильников, влияющих на данную точку.

Проверочный расчет систем освещения

После определения освещенности от всех светильников, влияющих на расчетную точку, вычисляется суммарная освещенность. Коэффициент дополнительной освещенности зависит от характеристик помещения и типа светильника. Для помещений со светлыми поверхностями и светильников прямого света коэффициент составляет 1,1-1,2. В помещениях с темными стенами и потолком коэффициент приближается к единице. Точное значение определяется по справочным таблицам в зависимости от индекса помещения и коэффициентов отражения.