ПОСОБИЕ к  МГСН 2.06-99

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ
ПОМЕЩЕНИЙ ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ


ПРЕДИСЛОВИЕ

1. РАЗРАБОТАНО: Научно-исследовательским институтом строительной физики (НИИСФ) Российской академии архитектуры и строительных наук (РААСН) (к.т.н. Шмаров И.А., инж. Котлярова Н.И., к.т.н. Козлов В.А., инж. Исхакова Г.Р.); Обществом с ограниченной ответственностью "Всероссийским научно-исследовательским и проектно-конструкторским светотехническим институтом" (ООО "ВНИСИ") (д.т.н., проф. Айзенберг Ю.Б., к.т.н. Федюкина Г.В.); Товариществом с ограниченной ответственностью "Церера" (Орлов А.В.)

2. ПОДГОТОВЛЕНО К УТВЕРЖДЕНИЮ И ИЗДАНИЮ Управлением перспективного проектирования и нормативов Москомархитектуры (инж. Щипанов Ю.Б., инж. Ионин В.А.)

3. УТВЕРЖДЕНО указанием Москомархитектуры от 28.10.99 N 43

1. РАСЧЕТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ  

1.1. ВЫБОР МЕТОДА РАСЧЕТА  

1.1.1. Все применяемые методы расчета освещения можно свести к двум основным: точечному и методу светового потока, подразделяющемуся на метод коэффициента использования и метод удельной мощности.

В принципе, оба метода равноправны, области их применения в значительной степени пересекаются, но между ними есть существенные различия.

Точечный метод в основном предназначен для нахождения освещенности в точках, и, следовательно, он наиболее пригоден для расчета минимальной освещенности, регламентируемой нормами для большинства освещаемых объектов.

Метод коэффициента использования предназначен для определения средней освещенности и при расчете этим методом минимальная освещенность оценивается лишь приближенно, без выявления точек, в которых она имеет место. Средняя освещенность может быть рассчитана на как угодно расположенной поверхности, но наиболее употребительные формы этого метода предназначены для расчета только горизонтальной освещенности.

1.1.2. Точечный метод является предпочтительным к использованию и незаменим в случаях:

- необходимости учитывать возможные затенения;

- предъявления требований к равномерности распределения освещенности;

- определения освещенности наклонных поверхностей.

Применение точечного метода целесообразно для расчета осветительных установок (ОУ) с повышенной неравномерностью распределения освещенности (локализованное освещение светильниками прямого света, наружное освещение, рассчитываемое на минимальную освещенность, аварийное освещение и т.п.), а также для расчета освещения наклонных поверхностей, создаваемого светильниками прямого света.

1.1.3. Метод коэффициента использования целесообразен во всех случаях, когда расчет ведется по средней освещенности и, в частности, для расчета общего равномерного освещения.

1.1.4. Общее равномерное освещение помещений может быть рассчитано любым методом. Однако в ответственных случаях предпочтение следует отдавать точечному методу, так как он позволяет проанализировать распределение освещенности по площади помещения. При использовании светильников концентрированного светораспределения необходимо применять только точечный метод.

1.1.5. Имеются случаи, в которых ни один из указанных методов расчета в отдельности не дает точных результатов. К таковым относится расчет локализованного освещения или освещения наклонных поверхностей в помещениях, освещаемых светильниками, не относящихся к классу прямого света. В этих случаях прямую составляющую освещенности определяют точечным методом, а дополнительную отраженную - методом коэффициента использования.

1.2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРИ РАСЧЕТЕ ОСВЕЩЕННОСТИ  

1.2.1. Расчет искусственного освещения заключается в определении числа и мощности источников света, обеспечивающих нормированную (с учетом коэффициентов запаса) освещенность, либо в определении по заданному размещению светильников и мощности источников света, используемых в них, создаваемой ими освещенности на указанных в нормах рабочих поверхностях.

1.2.2. Освещенность на рабочей поверхности создается световым потоком, поступающим непосредственно от светильников (прямая составляющая освещенности и отраженным, падающим на расчетную поверхность в результате многократных отражений от стен, потолка, пола, оборудования (отраженная составляющая освещенности ):     

1.2.3. Прямая составляющая освещенности рассчитывается на основе кривой силы света светильника и расположения светильников относительно выбранной точки на рабочей поверхности и поэтому ее значения на отдельных участках рабочей поверхности могут быть различными.

1.2.4. Отраженная составляющая освещенности определяется световым потоком, падающим на отражающие поверхности непосредственно от светильников, т.е. определяется светораспределением светильников, отражающими свойствами ограждающих поверхностей, а также соотношением размеров освещаемого помещения.

1.2.5. Методика расчета прямой составляющей освещенности выбирается в зависимости от применяемых, в дальнейшем именуемых как излучатели, светящих элементов проектируемой осветительной установки. В зависимости от соотношения размеров излучателей и расстояний их до освещаемой поверхности все разновидности излучателей можно разделить на три группы: точечные, линейные и поверхностные.

Точечность светящего элемента определяется его относительными размерами по отношению к расстоянию до освещаемой точки пространства. Практически принято считать светящее тело точечным, если его размеры не превышают 0,2 расстояния до освещаемой точки.

В практике расчета точечный светильник принимается за светящую точку с условно выбранным световым центром, характеризуемым силой света по всем направлениям в пространстве (рис.1.1).

Рис.1.1. Ориентация расчетной плоскости в пространстве
в сферической системе координат

К точечным светящим элементам относятся прожекторы, светильники с ЛН и газоразрядными лампами типов ДРЛ, ДРИ, НЛВД, НЛНД и т.п.

1.2.6. К линейным светящим элементам относятся светящие элементы, имеющие несоизмеримо малые размеры по одной из осей по сравнению с размерами по другой оси.

В практике расчета к светящим линиям относятся излучатели, длина которых превышает половину расчетной высоты . К светящим линиям относятся люминесцентные светильники, расположенные непрерывными линиями или линиями с разрывами, а также протяженные светящие панели, длина которых соизмерима с расстоянием до освещаемой поверхности. Основной характеристикой линейных источников является удельная сила света, под которой понимают силу света, излучаемую единицей длины источника (1 м) в плоскости, перпендикулярной его оси, и кривые силы света в продольной и поперечной плоскостях.

1.2.7. К поверхностным излучателям, для которых нельзя применить закон квадратов расстояний из-за значительной погрешности, возникающей в расчете, относятся установки отраженного света в виде световых потолков или ниш; панели, перекрытые рассеивателями или экранирующими решетками. Размеры этих светящих элементов соизмеримы с расстоянием до расчетной точки. Светящие элементы этой группы характеризуются следующими показателями: формой и размером светящей поверхности, распределением яркости по различным направлениям пространства и по самой светящей поверхности. Световые потолки в установках отраженного света, а также световые потолки и панели, перекрытые рассеивателями, обладают практически одинаковой яркостью по всем направлениям пространства. Исключение составляют светящие поверхности, перекрытые экранирующими решетками, защитный угол которых может существенно влиять на распределение яркости в пространстве. При расчете осветительных установок этого типа можно принимать яркость светящей поверхности, равной ее среднему значению.

Использование поверхностных излучателей, требующих значительной установленной мощности, может быть оправданным в установках архитектурного освещения, когда кроме утилитарных требований, предъявляются также дополнительные архитектурно-художественные требования.

1.2.8. Необходимо иметь в виду, что в зависимости от условий применения излучатель может быть отнесен к определенной группе. Так, линейный излучатель может рассматриваться как точечный, если его длина в два раза меньше расстояния до точки, в которой определяется создаваемая им освещенность, при этом погрешность при расчете не превышает 5%. Аналогичное допущение может быть принято для поверхностного излучателя, если расстояние, на котором определяется освещенность, в 2,5 раза превышает наибольший размер поверхности.

Подход к расчету отраженной составляющей является общим для всех трех групп излучателей, он заключается в определении первоначально попавшего от светильников светового потока на отражающие поверхности ограждающих помещение конструкций.

1.2.9. Характерные точки расчета для общего равномерного освещения показаны на рис.1.2.

Рис.1.2. Расчетные точки освещенности

В принципе не следует выискивать точки абсолютного минимума освещенности у стен или в углах: если в подобных точках есть рабочие места, то доведение в них освещенности до требуемого значения может быть осуществлено увеличением мощности ближайших светильников или установкой дополнительных светильников.

1.3. СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВЕТИЛЬНИКОВ.
КРИВЫЕ СИЛЫ СВЕТА СВЕТИЛЬНИКОВ  

1.3.1. В практике расчетов светильник принимается за излучатель (точку, линию, поверхность) с условно выбранным световым центром.

Светораспределение светильников определяется фотометрическим телом светильника, под которым понимается геометрическое место концов радиус-векторов, выходящих из светового центра, длина которых пропорциональна силе света светильника в соответствующем направлении (рис.1.3).

Рис.1.3. Симметричные (а) и несимметричные (б) фотометрические
тела световых приборов

Светораспределение светильников принято характеризовать кривыми силы света, представляющими зависимости силы света светильника от меридиональных и экваториальных углов, получаемых сечением фотометрического тела плоскостями. Преимущественно пользуются кривыми силы света , получающимися сечением фотометрического тела вертикальными плоскостями при разных значениях углов .

В зависимости от формы фотометрического тела светильника светильники подразделяются на симметричные, фотометрическое тело которых имеет ось или плоскость симметрии, и несимметричные (рис.1.3). К первой группе относятся круглосимметричные светильники, кривая силы света которых одинакова при любых значениях углов .

Кривые силы света представляются в виде графиков, таблиц или задаются в виде формул, аппроксимирующих кривые силы света.

Для светильников с симметричным фотометрическим телом ГОСТом 17677-82 "Светильники. Общие технические условия" кривые силы света представлены в виде графиков для светового потока светильника =1000 лм. По ГОСТ все светильники по типу кривой силы света подразделяют на семь классов: К, Г, Д, Л, Ш, М, С. Кроме того по типу светораспределения (доли излучения в верхнюю и нижнюю полусферы) светильники подразделяются на пять классов: П, Н, Р, В, О. Заводы-изготовители в паспортных данных на светильники указывают класс светораспределения и класс кривой силы света. Светильники отличные от данной классификации, считаются специальными, и на них указываются табличные или графические особые данные для характеристики светораспределения.

Отдельные стандартные классы светораспределения были детализованы (Д-1, Д-2; Г-1Г-4; K-1K-4; Л; Ш) и установлены поля допусков, в пределах которых реальное светораспределение светильника позволяет отнести его к тому или иному классу (рис.1.4, табл.1.3.1).

Рис.1.4. Типовые кривые силы света по ГОСТ 17677-82
в относительных единицах

     
Таблица 1.3.1

     
ТИПОВЫЕ КРИВЫЕ СИЛЫ СВЕТА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ КРУГЛОСИММЕТРИЧНЫХ СВЕТИЛЬНИКОВ (= 1000 лм)