Общие положения. Проектирование искусственного освещения.

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНОЙ ФИЗИКИ
(НИИСФ) ГОССТРОЯ СССР


ПОСОБИЕ ПО РАСЧЕТУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЕСТЕСТВЕННОГО, ИСКУССТВЕННОГО И СОВМЕЩЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ
(к СНиП II-4-79)

Утверждено приказом НИИСФ Госстроя СССР от 20 ноября 1984г. № 93-й

Рекомендовано к изданию решением секции строительной светотехники Научно-технического совета НИИСФ Госстроя СССР.

Содержит основные методические положения по выбору (определению) нормируемых значений показателей естественного, искусственного и совмещенного освещения, методы их расчета при проектировании производственных, общественных и жилых зданий, а также установок наружного освещения.
Для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций, а также работников службы эксплуатации осветительных установок.

Разработано НИИСФ Госстроя СССР (кандидаты техн. наук М.И. Краснов - разд. 2, 6, 9, Н.Н. Kupeee - разд. 1-4, Г.А. Тищенко - разд. 5, 6, 7, 9, М.Н. Mapycoea - разд. 9, Н.М. Беляева - разд. 5, В.А. Земцов - разд. 2, 4; инженеры В.М. Сорокин - разд. 2, Л.А. Обросова - разд. 3, Т.А. Кузина, А.Н. Паршин - разд. 4, Н.И. Котлярова - разд. 6, И.А. Шмаров - разд. 7, Л.Н. Фадеев - разд. 5, В.М. Карачёв - разд. 10) совместно с ВНИСИ Минэлектротехпрома (кандидаты техн. наук Ц.И. Кроль, Е.И. Мясоедова - разд. 5, М.А. Фаермарк - разд. 5, 7); ЦНИИПромзданий Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Ю.П. Александров, Т.И. Смирнова - разд. 2, 3); ЦНИИЭП инженерного оборудования Госгражданстроя (канд. техн. наук Г.В. Каменская, инженеры В.П. Зобов, Л.А. Подгорных, Л.И. Петрова - разд. 10); АКХ им. К.Д. Памфилова МКХ РСФСР (канд. техн. наук О.Г. Корягин, инж. Г.А. Добрякова - разд. 10); ВЦНИИОТ ВЦСПС (канд. техн. наук Е.А. Никитина - разд. 8); Харьковским филиалом Гипронииавиапрома (инж. А.В. Шаповал - прил. 1) под общей редакцией заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, д-ра техн. наук, проф. В.А. Дроздова.

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ОУ - осветительная установка;
МО - местное освещение;
УНО - установки наружного освещения;
УРП - условная рабочая поверхность;
ГЛВД - газоразрядные лампы высокого давления;
ДРЛ - ртутные лампы высокого давления;
МГЛ - металлогалоидные лампы;
НЛВД - натриевые лампы высокого давления;
ЛЛ - люминесцентные лампы;
ЛН - лампы накаливания;
КСС - кривые силы света.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В ПОСОБИИ
А - площадь, м2;
Ап - площадь пола помещения, м2;
Aо - площадь светового проема окна, м2;
Ас.о - суммарная площадь световых проемов окон, м2;
Аф - площадь светового проема фонаря, м2;
Ас.ф - суммарная площадь световых проемов фонарей, м2;
а - длина, м;
ап - длина помещения, м;
аф - длина светового проема, м;
b - ширина, м;
bп - ширина помещения, м;
bо - ширина окна, м;
bc.о - суммарная ширина окон, м;
by - ширина проезжей части улицы, м;
h - высота, м;
ho - высота окна, м;
hп - высота помещения, м;
hp - расчетная высота от условной рабочей поверхности до выходного отверстия светильника (фонаря), м;
hсв - высота установки светильников над поверхностью дороги, улицы, м;
d - глубина, м;
dп - глубина помещения, м;
dф - шаг установки фонарей, м;
Е - освещенность, лк;
Ев - освещенность в вертикальной плоскости, лк;
Ег - освещенность в горизонтальной плоскости, лк;
Ер.п - освещенность рабочей поверхности, лк;
Ек - уровень нормируемой освещенности при системе комбинированного освещения, лк;
Емакс - максимальное значение освещенности, лк;
Емин - минимальное значение освещенности, лк;
Ем.о - освещенность, создаваемая светильниками местного освещения, лк;
Ен - нормируемые значения освещенности, лк;
Eо - освещенность от общего освещения, лк;
е - коэффициент естественной освещенности (КЕО), %;
ен - нормируемое значение коэффициента естественной освещенности, %;
ен.с - нормируемое значение коэффициента естественной освещенности при совмещенном освещении, %;
еср - среднее значение коэффициента естественной освещенности, %;
I - сила света;
iп - индекс помещения;
iф - индекс светового проема фонаря;
К1 - коэффициент, зависящий от типа заполнения светопроема;
K2 - поправочный коэффициент, зависящий от размеров помещения;
Кс - коэффициент светопередачи;
Кз - коэффициент запаса;
Кп - коэффициент пульсации освещенности;
Кп.и - коэффициент пульсации светового потока источника света;
L - яркость, кд/м2;
Lн - нормируемое значение яркости, кд/м2;
l - расстояние, м;
lсв - расстояние между светильниками, м;
lx - расстояние между светильниками в ряду, м;
ly - расстояние между рядами светильников, м;
т - коэффициент светового климата;
Nсв - количество светильников;
NФ - количество фонарей;
Р - показатель ослепленности;
С - коэффициент солнечности климата;
Ф - световой поток, лм;
Фл - световой поток источника света;
Uо•у - коэффициент использования светового потока осветительной установки;
uсв - коэффициент использования светового потока светильника;
uи.с - коэффициент использования светового потока источника света;
uE - коэффициент использования светового потока источника света по освещенности (дорожного покрытия);
иL - коэффициент использования светового потока источника света по яркости (дорожного покрытия);
r - коэффициент отражения;
rcp - средневзвешенный коэффициент отражения внутренних поверхностей помещения;
t0 - общий коэффициент светопропускания;
b - коэффициент яркости;
r(a, b) - коэффициент яркости дорожных покрытий;
Цт - стоимость единицы тепловой энергии, руб/ГДж;
Цэ - стоимость единицы электрической энергии, руб/(кВт•ч);
hЕ - коэффициент оценки неравномерности распределения освещенности по рабочей поверхности;
hL - коэффициент оценки неравномерности распределения яркости по рабочей поверхности.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ОСНОВНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОСВЕЩЕНИЯ

1.1. При проектировании освещения объектов различного назначения, мест производства работ вне зданий, улиц, дорог и площадей населенных пунктов и городов следует руководствоваться нормативными требованиями к освещению СНиП II-4-79 «Естественное и искусственное освещение», Правилами устройства электроустановок, Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей, инструкциями и отраслевыми нормами по проектированию освещения, утвержденными в установленном порядке, а также рекомендациями настоящего Пособия.
При разработке проектов освещения следует предпочитать варианты, которые позволяют обеспечивать нормативные требования с наименьшими энергетическими и материальными затратами.
1.2. Спроектированная осветительная установка (ОУ) здания должна обеспечивать:
нормированные значения КЕО и освещенности на рабочих местах и в проходах между оборудованием при рабочем и аварийном режимах;
регламентируемые значения качественных показателей ОУ - показателей ослепленности Р и дискомфорта М, коэффициента пульсации освещенности - Кп, а также требования к равномерности распределения КЕО и освещенности в рабочих зонах помещения;
нормированное значение коэффициента запаса.
1.3. В проектах освещения должны быть предусмотрены меры, обеспечивающие возможность рационального монтажа и эксплуатации ОУ, а именно:
по согласованию с заказчиком учтены в смете передвижные средства доступа к световым проемам и светильникам или выданы задания на их изготовление силами заказчика;
выданы задания строителям (в случае необходимости) на устройство рациональных средств для обслуживания световых проемов и светильников;
выданы задания строителям на устройство мастерских для ремонта и чистки светильников;
сделан расчет потребного эксплуатационного персонала - ИТР и электромонтеров;
для экономии электроэнергии разработаны схемы управления освещением, обеспечивающие возможность полного или частичного включения ОУ, а также максимальное время использования естественного света и выключения ОУ во время обеденного перерыва;
разработаны меры по ограничению перенапряжений в ОУ;
выданы задания строителям на различные проемы, закладные устройства и детали для прокладки осветительных сетей, крепления электрооборудования и светильников, а также на конструктивные чертежи для установки светильников и другого оборудования.
1.4. При разработке проектов внутреннего и наружного освещения рекомендуется производить повариантные расчеты проектных решений для выбора наиболее эффективного и экономичного варианта, удовлетворяющего требованиям нормативных документов, указанных в п. 1.1.

2. ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ВЫБОР ЗНАЧЕНИЙ КЕО

2.1. Согласно СНиП II-4-79 территория страны зонирована на пять поясов светового климата СССР; перечень административных районов, входящих в пояса светового климата, приведен в табл. 1.
2.2. Нормированные значения КЕО, при естественном освещении в производственных зданиях, расположенных в разных поясах светового климата СССР, принимаются при верхнем освещении с прямоугольными светоаэрационными фонарями по табл. 2, с зенитными фонарями - по табл. 3, при боковом освещении - по табл. 4 и в некоторых помещениях жилых и общественных зданий - по табл. 5. Нормированные значения КЕО в остальных помещениях общественных и жилых зданий, а также в производственных зданиях с фонарями шед следует принимать в соответствии с СНиП II-4-79.

2.3. Нормированные значения КЕО увязываются с нормируемыми значениями освещенности ЕН от искусственного освещения при различных зрительных работах через критические наружные освещенности по формуле
ЕН=0,01eЕкр, (1)
где е - коэффициент естественной освещенности; Екр - критическая наружная освещенность.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

2.4. Проектирование естественного освещения зданий должно базироваться на детальном изучении технологических или иных трудовых процессов, выполняемых в помещениях, а также на светоклиматических особенностях места строительства зданий. При этом должны быть определены следующие характеристики:
характеристика зрительной работы, наименьший размер объекта различения, разряд зрительной работы, контраст объекта различения с фоном, характеристика фона;
местонахождение здания на карте светового климата;
нормированное значение КЕО еН с учетом характера зрительной работы и светоклиматических особенностей места расположения зданий;
требуемая равномерность естественного освещения;
габаритные размеры и расположение оборудования, возможное затенение им рабочих поверхностей;
желательное направление падения светового потока на рабочую поверхность;
продолжительность использования естественного освещения в течение суток для разных месяцев года с учетом назначения помещения, режима работы и светового климата местности;
необходимость защиты помещения от слепящего действия прямого солнечного света;
дополнительные требования к освещению, вытекающие из специфики технологического процесса и архитектурных требований к интерьеру (требования к спектральному составу искусственного света, постоянство освещенности во времени, насыщенность помещения светом, распределение яркости в поле зрения, соотношение освещенности на вертикальной и горизонтальной поверхностях).
2.5. Проектирование естественного освещения зданий целесообразно осуществлять в следующей последовательности:
1-й этап - определение требований к естественному освещению помещений; определение нормированного значения КЕО по разряду преобладающих в помещении зрительных работ;
выбор систем освещения;
выбор типов светового проема и светопропускающего материала;
выбор средств для ограничения слепящего действия прямого солнечного света;
учет ориентации зданий и световых проемов по сторонам горизонта;
2-й этап - выполнение предварительного расчета естественного освещения помещений (определение необходимой площади световых проемов);
уточнение параметров световых проемов и помещений;
3-й этап - выполнение проверочного расчета естественного освещения помещений;
определение помещений, зон и участков, имеющих недостаточное по нормам естественное освещение;
определение требований к дополнительному искусственному освещению помещений, зонам и участкам с недостаточным естественным освещением;
определение требований к эксплуатации световых проемов (необходимость устройства подходов к остеклению);
4-й этап - внесение необходимых коррективов в проект естественного освещения и повторный проверочный расчет (при необходимости).
2.6. Систему естественного освещения зданий (боковое, верхнее или комбинированное) рекомендуется выбирать с учетом следующих факторов:
назначения и принятого архитектурно-планировочного, объемно-пространственного и конструктивного решения зданий;
требований к естественному освещению помещений, учитывающих особенности технологии и характера зрительной работы;
климатических и светоклиматических особенностей места строительства;
экономичности естественного освещения (по приведенным затратам).
2.7. Верхнее и комбинированное естественное освещение следует применять преимущественно в производственных одноэтажных многопролетных зданиях промышленных и сельскохозяйственных предприятий, в одноэтажных общественных зданиях большой площади (крытые рынки, стадионы, выставочные павильоны и т.п.), а также в зданиях с крупногабаритными технологическими объемами, в частности, производственных транспортных предприятий, предназначенных для ввода подвижного состава.
2.8. Боковое естественное освещение следует применять в многоэтажных производственных, общественных и жилых зданиях, одноэтажных жилых зданиях, а также в одноэтажных общественных и производственных зданиях, в которых отношение глубины помещений к высоте окон над условной рабочей поверхностью не превышает 8.
Глубокие производственные помещения, в которых невозможно обеспечить требуемые условия освещения на всей площади, допускается делить по глубине на три зоны: зону с достаточным естественным освещением, зону с совмещенным освещением и зону без естественного освещения. Границы зон определяются на основе расчета значений КЕО в точках характерного разреза помещения и сопоставления их с наименьшим нормированным КЕО соответственно для естественного и совмещенного освещения. Без естественного освещения считается зона, в пределах которой КЕО в точках характерного разреза помещения составляет менее 30% нормированного КЕО для естественного освещения. При этом размеры световых проемов и их заполнение выбираются, исходя из требований технологии условий климата места строительства и технико-экономических требований.
2.9. При выборе окон, фонарей и светопропускающих материалов следует учитывать:
требования к естественному освещению помещений;
назначение, объемно-пространственное и конструктивное решение здания;
ориентацию здания по сторонам горизонта;
климатические и светоклиматические особенности места строительства;
необходимость защиты помещений от инсоляции;
степень загрязнения воздуха;
необходимость обеспечения наименьших приведенных и энергетических затрат.
2.10. Для устройства верхнего естественного освещения помещений производственных зданий следует применять, как правило, светоаэрационные или зенитные фонари, номенклатура которых приведена в табл. 6. При проектировании целесообразно использовать типовые конструкции фонарей.
В случае необходимости применения для верхнего естественного освещения конструкций фонарей, не входящих в номенклатуру, следует использовать рекомендации табл. 7.
При выборе светопропускающих материалов для световых проемов следует руководствоваться табл. 8.
2.11. Прямоугольные светоаэрационные фонари шириной 6 или 12 м с одним или двумя ярусами остекления следует применять, как правило, в производственных зданиях со значительными (свыше 23 Вт/м3) избытками явного тепла. В зданиях с избытками явного тепла до 23 Вт/м3 прямоугольные светоаэрационные фонари допускается применять при соответствующем технико-экономическом обосновании.
2.12. Для обеспечения требуемого воздухообмена рекомендуется применять следующие светоаэрационные фонари:
а) в помещениях с пролетами шириной 18 м и избытками явного тепла до 50 Вт/м3 - одноярусные прямоугольные шириной 6 м;
б) в помещениях с пролетами шириной 24, 30 и 36 м и избытками явного тепла до 50 Вт/м3 - одноярусные прямоугольные шириной 12 м.
Примечания: 1. Применение двухъярусных светоаэрационных фонарей для обеспечения требуемого воздухообмена в помещениях допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании.
2. В производствах, характеризующихся избытками явного тепла свыше 50 Вт/м3, следует применять аэрационные шахты или аэрационные фонари.

2.13 При размещении прямоугольных светоаэрационных фонарей в покрытиях зданий расстояние между торцами фонарей и между торцом фонаря и наружной стеной должно быть равным или кратным шагу строительных конструкций. Длина фонаря не должна превышать 84 м.
2.14. Зенитные фонари следует применять, как правило, в производственных зданиях с сухим или нормальным влажностным режимом и незначительными до 23 Вт/м3 избытками явного тепла.
2.15. Зенитные фонари со светопропускающим заполнением из полимерных материалов (органического стекла, полиэфирных стеклопластиков и др.) допускается применять в зданиях не ниже 11-й степени огнестойкости с производствами, относимыми по пожарной опасности к категориям Г и Д при условии применения в покрытии несгораемых или трудносгораемых утеплителей и устройстве по всей кровле защитного слоя из мелкого гравия толщиной 10-15 мм.
2.16. При размещении в покрытиях зданий зенитных фонарей со светопропускающим заполнением из полимерных материалов следует соблюдать следующие правила пожарной безопасности:
а) общая площадь проемов фонарей должна быть не менее 15% площади покрытия здания, при этом площадь светопропускающего заполнения одного фонаря не должна превышать 10 м2;
б) расстояние (в свету) между фонарями следует принимать не менее 3 м при площади светового проема фонаря до 5 м2 и не менее 4,5 м - при площади более 5 м2; при этом, применяя фонари с площадью светового проема от 5 до 10 м2, можно допускать уменьшение расстояния между фонарями в поперечном направлении до 3 м, если расстояние между фонарями в продольном направлении составляет 6 м и более. Такое уменьшение расстояний между фонарями допускается при устройстве в поперечном направлении разрывов шириной (в свету) не менее 6 м через каждые четыре фонаря;
в) фонари разрешается совмещать в группы с общей площадью, не превышающей 10 м2, принимая их за один фонарь и размещая согласно п. 2.16 б настоящего Пособия;
г) между фонарями через каждые 54 м следует устраивать противопожарные разрывы шириной не менее 6 м;
д) расстояние фонарей от противопожарных стен должно составлять не менее 5 м;
е) для обеспечения удаления дыма из помещения в случае пожара следует часть фонарей с общей площадью световых проемов не менее 0,2% площади помещения оборудовать устройством ручного и автоматического открывания и размещать равномерно по площади покрытия.
2.17. При проектировании естественного или совмещенного освещения выбор зенитных фонарей следует производить с учетом площади светового проема, руководствуясь данными табл. 9.
2.18. При устройстве естественного освещения с помощью зенитных фонарей в помещениях производственных зданий с незначительными избытками явного тепла при разности расчетных температур внутреннего воздуха и средней температуры наиболее холодной пятидневки до 25°С следует применять однослойное, от 25 до 49°С - двухслойное, а свыше 49°С - трехслойное остекление.
2.19. При проектировании бокового естественного освещения следует применять, как правило, типовые конструкции окон, разработанные на основе единой для всех видов строительства номенклатуры окон из дерева, стали и алюминиевых сплавов, приведенные в табл. 10.
В производственных зданиях промышленных предприятий следует использовать типовые конструкции окон со стальными переплетами следующих серий:
1.436.2-15 - Окна с переплетами из спаренных прямоугольных стальных труб и механизмы открывания.
1.436.3-16 - Окна с переплетами из гнутых профилей, изготовленных из тонколистовой стали и механизмы открывания.
1.436-2-17 - Окна с переплетами из одинарных прямоугольных стальных труб и механизмы открывания.
В производственных и вспомогательных зданиях промышленных и сельскохозяйственных предприятий могут применяться окна с деревянными переплетами в соответствии с ГОСТ 12506-81 и табл. 11.
Конструкции окон с одно- и двухслойным остеклением следует выбирать в зависимости от разности температур внутреннего и наружного воздуха в соответствии со СНиП II-3-79. При многоярусной установке окон в соответствии с сериями: 17436.2-15, 1.436.2-17 и ГОСТ 12506-81 общая высота остекления не должна превышать 7,2 м; серия 1.436.3-16 - 6 м.
2.20. При проектировании бокового естественного освещения в производственных зданиях высоту окон следует принимать в зависимости от глубины помещения и точности выполняемых зрительных работ. При этом в помещениях с высотой 7,2 м и менее целесообразно окна размещать в один ярус, а в помещениях с высотой свыше 7,2 м - в два яруса, соответственно в нижней и в верхней зонах стены, в соответствии с расчетом.
2.21. При проектировании бокового естественного освещения следует учитывать затенение, создаваемое противостоящими зданиями (при разрывах между зданиями меньше нормативных). Учет затенения производится в соответствии с требованиями СНиП II-4-79 и настоящего Пособия.
2.22. Количество слоев остекления в окнах и фонарях зданий принимается: в соответствии с требованиями СНиП II-3-79;
2.23. С целью уменьшения теплопоступлений в помещения от солнечной радиации плоскость остекления фонарей следует ориентировать:
в зданиях с прямоугольными и трапециевидными фонарями, расположенными в III и IV поясах светового климата, - на С и Ю;
в зданиях с фонарями типа шед, располагаемыми в IV и V поясах светового климата, - на северную четверть горизонта (ССЗ-ССВ).
2.24. При боковом освещении помещений производственных и общественных зданий с повышенными требованиями к постоянству естественного освещения и защите от инсоляции (например, сборочные цехи часовых заводов и прецизионной аппаратуры, помещения сортировки материалов по оттенкам цвета, картинные галереи и т.п.) остекление световых проемов следует ориентировать на северную четверть горизонта (ССЗ-ССВ).
2.25. Выбор устройств для защиты от слепящего действия прямого солнечного света в промышленных зданиях следует производить согласно «Руководству по проектированию и применению солнцезащитных средств в промышленных зданиях» (Москва, 1980).
Солнцезащитные устройства в общественных и жилых зданиях следует предусматривать в соответствии с СНиП по проектированию этих зданий.
2.26. При односменном рабочем (учебном) процессе и при эксплуатации помещений в основном в первой половине дня (например, лекционные аудитории), когда помещения ориентированы на западную четверть горизонта, применение солнцезащитных средств необязательно.