Каким должно быть искусственное освещение

От уровня освещенности помещений зависит самочувствие человека, производительность труда и безопасность. Солнечного света бывает недостаточно даже днем. Искусственное освещение определяет функциональность и атмосферу помещения, позволяет декорировать пространство. Количественные и качественные показатели световых потоков влияют на самочувствие и ощущение комфорта каждого из нас.

Значение искусственного освещения

Искусственный свет приобретает все большее значение во многих сферах жизни - производстве, торговле, индустрии развлечений, деловой и бытовой среде. Комфортная освещенность поддерживает работоспособность, создает атмосферу уюта, обеспечивает отдых, способствует хорошему настроению.

Современную архитектуру и благоустройство городов невозможно представить без современных источников света. Хозяйство уличного освещения стало сложным и многообразным благодаря использованию средств автоматики и электромеханики. Взору открываются светящиеся линии сложного рисунка, точки и пятна, динамичные картины, отражающие различные формы искусственного света.

Недостаток и низкое качество света действуют угнетающе - организм человека отзывается болью и резью в глазах, снижением общего тонуса. Отсутствие достаточной освещенности на улицах становится причиной аварий, хулиганства. Благодаря искусственному свету активная жзнь человека не прекращается в любое время суток и не зависит от погоды.

Требования к искусственному свету

Светотехнические величины, по которым судят о качестве света, основаны на оценке ощущений глазами человека. Существуют регламентированные законодательством нормы освещения для уличного пространства и помещений. При выборе типа светильников, количества и мощности приборов учитывают количественные и качественные показатели.

Количественные единицы измерения отражают:

• силу света;
• яркость;
• коэффициент отражения.

Качественные показатели фиксируют:

• контрастность объекта с фоном;
• степень ослепленности;
• уровень дискомфорта;
• коэффициент пульсации.

Светотехническое оборудование обеспечивает успешную зрительную работу, активную деятельность при условии:

• соблюдения норм освещенности;
• правильной яркости осветительных приборов;
• равномерного распределения в пространстве светового потока;
• рационального планирования мест установки и расчета количества светильников;
• исключения воздействия бликов и отражений;
• отсутствия пульсации и мерцания;
• цветовой естественности, оптимальной контрастности отображения объектов.

В основе создания эффективной осветительной системы общего искусственного освещения находится соблюдение требований к количеству и качеству световых потоков.

Классификация освещения

Судить о том, что такое искусственное освещение, можно опираясь на основные категории многомерного понятия.

По назначению

В жилых помещениях принято различать следующие типы:

• основное, или общее - система потолочных светильников для обеспечения равномерного освещения пространства дома или квартиры;
• рабочее, или локальное - предотвращает глазное напряжение во время чтения или других занятий. Представлено торшерами, настольными лампами, настенными бра, световые потоки которых направлены на рабочие поверхности. Оно должно быть ровным, в меру ярким, чтобы не возникал риск появления головных болей и общей усталости;
• декоративное - используется для создания уюта, комфортной обстановки в помещении. Подвесные светильники, светодиодные ленты для подсветки мебели, стеновых ниш подчеркивают индивидуальность, стиль интерьера;
• комбинированное - сочетает общее и локальное для усиленного комфорта.

В производственных помещениях принято различать следующие типы:

• рабочее - обеспечивает безопасные условия труда на рабочих местах, а также на территории предприятий;
• аварийное (резервное) - подключается автоматически в случаях нарушения рабочего освещения, питается от автономного источника, например, аккумулятора или бензинового электрогенератора;
• эвакуационное - предназначено для эвакуации людей из помещений при авариях, отключении рабочего освещения, продолжительность освещения площадей должна быть не менее 1 часа;
• охранное - устанавливают по периметру охраняемых территорий в ночное время. Искусственная освещенность должна быть достаточной для работы системы видеонаблюдения;
• дежурное - предусмотрено для служебных помещений в нерабочее время;
• сигнальное - применяется для фиксации опасных зон, указывает на наличие опасности или на безопасный путь эвакуации.

При необходимости часть оборудования рабочего или аварийного освещения используют для дежурного.

По расположению источников света

Различают виды:

• Общее, или верхнее. Потолочный свет распределяется по площади равномерно благодаря равномерным промежуткам между одинаковыми по мощности светильниками.
• Среднее, или местное. Если для выполнения работ, требующих зрительного контроля, необходимо интенсивно освещаемое пространство, то оборудуют местное направленное освещение, не образующее тени на освещаемой рабочей зоне.
• Нижнее. Светильники или led ленты устанавливают в лестничные ступени, монтируют в светопрозрачном напольном плинтусе.
• Внутреннее. Точечные светильники и светодиодные ленты размещают для подсветки стеновых ниш, шкафов, гардеробных, кухонных гарнитуров.

Комбинированное сочетает использование общего и местного осветительного оборудования.

По углу свечения

Меру распространения света от источника называют углом луча. Величина отражает зону покрытия светом. Широкие углы луча приводят к рассеянному свету, менее интенсивному. Узкие углы имеют меньшее рассеивание при более высокой интенсивности света.

По углу свечения различают:

• Рассеянное - комфортно для зрения, поскольку световой поток равномерно распространяется во все стороны. Угол рассеивания в диапазоне 60-360 градусов.
• Направленное - акцентная подсветка в заданном направлении, используется на улице для освещения фасадов, архитектурного декора, в помещениях - элементов интерьера. Угол рассеивания света составляет 10-30 градусов.
• Отраженное - световой поток отражается от поверхностей потолка, стен, создает атмосферу отдыха, расслабления.

Выбор угла свечения может быть стилистическим решением для декоративного освещения. Расчеты светорассеяния помогают определить минимальное количество светильников для помещения.

Технические критерии оценки освещения

Параметры светотехнического оборудования позволяют оценить качество и эффективность искусственного освещения, независимо от области применения.

Световой поток

Показатель, характеризующий световой поток, отражает силу излучения от источника. Визуальная характеристика включает количество энергии, которая переносится за конкретный временной промежуток. Поток света можно усилить путем фокусировки при помощи рефлекторов. Формирование более плотного светового пучка обеспечивает повышенную освещенность площади в сравнении с рассеянным свечением.

Показатель измеряется в люменах Лм/Lm. Он связан с мощностью источника, но не имеет прямой зависимости. Так, например, на 1 Вт светодиодной лампы может приходиться 80 - 150 Лм. То есть, лампа меньшей мощности потенциально может светить ярче.

Значения, указанные на упаковке лампочек, определяют в лабораториях при температуре +25 ℃. Реальные условия эксплуатации вносят незначительные коррективы в заявленные показатели.

Освещенность

Достаточность или недостаточность освещения определяет комфортность световой среды. Для расчета нормируемого параметра используют формулы или специальные программы. Освещенность на практике измеряют компактным устройством - люксометром. Прибор отражает величину светового потока, падающего на единицу площади освещенной поверхности. Один Люкс равен освещенности квадратного метра площади светопотоком в один Люмен. Показатель освещенности обозначается буквой Е.

Человеческий глаз адаптируется к разным условиям освещенности. Читать мелкий текст можно как при освещенности в 1 Лл, так и при 50000 Лк. Комфортный диапазон освещенности составляет 300-500 Лк. При проектировании помещений опираются на требования к минимальной освещенности на рабочей поверхности.

Цветовая температура

Искусственное освещение может быть комфортным, если учтено соответствие цветовой температуры источника света функциям помещений. Показатель цветовой температуры отражает распределение излучения по спектру, измерение проводят в градусах Кельвина. Наше зрение различает оттенки искусственного света с температурой свечения от 3000 до 6500 К. Согласно рекомендациям СанПиНа, подходят светильники:

• для квартир и частных домов - 3000-3500 Кельвинов. Теплый по восприятию, близкий к солнечному свет ламп заменяет естественное освещение, создает атмосферу уюта;
• для офисов и помещений на предприятиях - 4000-5700 Кельвинов. Нейтральный оттенок свечения повышает работоспособность, не вызывает сонливости;
• для нежилых зданий - 6000-6500 Кельвинов. Холодное свечение негативно влияет на организм человека, допускается для непродолжительного пребывания в малопосещаемых помещениях, например, складах.

Отступления от рекомендаций приводят к ухудшениям здоровья, бессонницам, падению работоспособности.

Индекс цветопередачи

Особенности спектра волн, излучаемые лампами, вызывают зачастую искажения в цветопередаче при искусственном свете. Законодательство регламентирует параметры цветопередачи источников света для отображения освещаемых предметов в соответствии с идеальным источником - солнечным светом.

Световой источник, точно отображающий цвета спектра, имеет Ra = 100. Чем ниже Ra, тем хуже отображение цвета освещаемого предмета. Показатель Ra зависит от разновидности ламп, их качества. Искусственное освещение помещений, включая жилые дома, офисы, производственные компании, комфортно при показателе Ra не ниже 70 единиц. Качественные светодиодные лампочки с диапазоном 80-90 Ra позволяют подобрать решение для различных проектов.

Коэффициент пульсации света

Одной из причин быстрой утомляемости глаз является пульсирующий свет. Причины пульсаций - в примитивных драйверах LED ламп, неспособных обеспечить стабилизацию рабочего тока. Коэффициент пульсаций измеряют специальными приборами. Изменения величины освещенности с частотой скачков напряжения в электрической сети не должно превышать 10 %. Хорошее искусственное освещение помещений светодиодными источниками предполагает допустимую пульсацию до 5%.

В отдельных случаях рационально применять стабилизаторы напряжения, которые повышают комфортность световой среды, увеличивают срок службы светильников.

Методы расчета осветительной системы

Правильный расчет главных параметров системы освещения позволяет получить требуемую освещенность. Расчеты производят на основе формул или программы Dialux.

Второй метод, основанный на использовании специализированного программного обеспечения, более точный, поскольку учитывает много факторов, включая угол рассеивания светового потока, отражение от поверхностей, наложение световых конусов и др. Информация отображается в удобном графическом формате. Программа позволяет корректировать количество и места расположения осветительных приборов, чтобы получить параметры освещенности в соответствии с рекомендуемыми нормами.