Что такое комбинированное освещение

Свет играет огромную роль в жизни человека. Значительную часть важной информации об окружающей среде мы получаем при помощи зрения. В отличие от некоторых зверей зрение человека плохо приспособлено к темноте. Поэтому наши предки были очень уязвимы ночью. Для выживания люди стали применять огонь для освещения и обогрева, научились его поддерживать.

С развитием технического прогресса и повсеместного использования электричества роль естественного освещения не уменьшилась. Полностью заменить естественные источники света искусственными человек не смог. Именно солнечный свет наиболее благоприятен для органов зрения людей. При его длительной нехватке развиваются различные заболевания, производительность труда и качество жизни снижаются.

С точки зрения экономической целесообразности и физиологических потребностей оптимально совмещенное и комбинированное освещение. В статье рассмотрены нормы и требования, предъявляемые к этим типам освещения, и примеры расчетов для определения уровня освещенности.

Определение

В документации этот термин применяется к разным типам освещения. Для исключения разногласий при прочтении документов обратимся к актуализированной редакции СНиП 23-05-95 — Своду правил СП 52.13330.2016.

Согласно этому документу различают:

Комбинированное освещение — это освещение с несколькими источниками света. Оно позволяет оптимально распределить световые потоки. Причем комбинированное освещение организуется при использовании как естественных, так и искусственных источников света.

Чем комбинированное отличается от совмещённого

В отличие от комбинированного совмещенное освещение дополняет нехватку солнечного света искусственными источниками.

Совмещенное освещение помещений отличается от естественного тем, что позволяет создавать уровень освещенности, необходимый для проведения работ даже наивысшей степени сложности, который не зависит от особенностей погоды или времени года.

Получить более подробную информацию о видах освещения и их особенностях, о единицах измерения освещенности можно в этой статье.

Нормы и требования

Требования, предъявляемые к системам комбинированного искусственного освещения, указаны в следующей нормативно-технической документации:

Как выглядит на практике

После того как мы разобрались с требованиями НТД, приведем практические примеры таких систем.

При комбинированной системе освещения естественного типа солнечный свет поступает в помещение как сквозь оконные проемы, так и через крышу. То есть свет может одновременно приходить как сбоку, так и сверху.

Чтобы обеспечить проникновение света, на крышах устанавливают окна или фонарь. Это конструкция, проходящая по всей длине крыши или по ее части.

Фонарь обеспечивает проникновение света в помещение, одновременно предупреждая потери тепла. Такая конструкция устанавливается на крышах зданий производственного и жилого назначения.

При наличии в здании мансардного этажа на крыше могут быть окна, дополняющие световой поток, идущий через окна в стенах.

Причем если окна в здании слишком большие, это приведет к значительным потерям тепла и к повышению расходов. Поэтому величина проемов должна быть обоснована.

В отличие от естественного искусственное освещение не зависит от времени суток, погоды, времени года. Оно создает комфортные условия для работы или отдыха.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Искусственное освещение рекомендуется использовать, когда естественного недостаточно для обеспечения требуемых параметров освещенности или когда нет возможности организовать естественное освещение.

Подробнее прочитать о видах, характеристиках, источниках искусственного освещения можно здесь.

Комбинированное искусственное освещение предполагает дополнение основного источника света локальным, местным светильником.

Пример расчёта

Главная задача при расчетах уровня освещенности — получение лучшего соответствия параметров солнечному свету. Последний оптимален для человеческого глаза.

При расчетах определяется:

• Количество, тип и мощность ламп для обеспечения нужного уровня освещенности.
• Количество и размещение светильников.
• Расчетная освещенность при выбранном размещении светильников и известной мощности источников света, установленных в них.

Основная задача при выполнении проекта — определение количества, типа и мощности ламп. Это напрямую влияет на экономичность всей системы освещения и на уровень освещенности.

При известном количестве и мощности ламп определяется число светильников для создания нужной освещенности. Когда нет возможности проверить уровень освещенности уже работающей осветительной системы, это производится расчетным путем.

Расчеты делают с применением следующих методов:

1. Метод коэффициента использования светового потока.
2. Метод удельной мощности.
3. Точечный метод.
4. Комбинированный метод.

Разберем подробнее, в каких случаях применяется каждый из методов.

Метод коэффициента использования светового потока

Как следует из названия, основной параметр, определяемый при применении этого метода, — подбор источника света на основании уже известного светового потока.

Лампа выбирается исходя из условия, что ее световой поток не превышает 20% и не меньше 10% от требуемого. Если это условие не выполняется, количество светильников корректируется.

Уравнение для расчета светового потока:

Разберем порядок расчета этим методом на примере жилой комнаты. Примем для расчета следующие параметры:

• Ширина комнаты — 4 м, длина — 6 м.
• Высота потолка — 2,5 м.
• Потолок в комнате покрашен краской белого цвета.
• Полы комнаты покрашены краской серого цвета.
• Стены покрашены краской светло-серого цвета.

Требуется рассчитать освещенность комнаты после установки люстры с пятью плафонами, оборудованными светодиодными лампами, подвешенной на высоте 2,3 м.

Расчет производится в такой последовательности:

1. Определим нормы освещенности для жилой комнаты. Необходимо использовать таблицу Л.1 приложения Л в СП 52.13330.2016. Принимаем норму освещенности равной 150 лк.
2. Рассчитаем площадь комнаты. Площадь прямоугольника вычисляется путем умножения значений длины комнаты на ее ширину. Получаем площадь 24 м2.
3. Выберем коэффициент запаса. Он вводится, потому что при длительной эксплуатации происходит загрязнение светильников и различных поверхностей, выходят из строя источники света, снижается способность пропускать или отражать свет у материалов лампы или светильника. В зависимости от внешних условий значение находится в пределах от 1 до 2. Принимаем это значение равным 1.
4. Определим, что значение коэффициента неравномерности z, применяемого для помещений, где предполагается проведение работы высокой точности, для чтения и подобных занятий, равно 1,1. При использовании люминесцентных или светодиодных ламп это значение — 1,1, а при использовании ламп накаливания — 1,15.
5. Рассчитаем значение коэффициента использования светового потока. Сначала определяем индекс помещения i.

Подставляем данные в формулу и получаем:

i=24/((6+4)*2,3)=1,04

Результат округлим до 1,1.

Принимаем значения коэффициента отражения из справочника «Коэффициенты отражения видимого света для различных покрытий, цветов, материалов. Эрнст Нойферт. «Строительное проектирование».

Принимаем, что для потолка этот показатель равен 70%, для стен — 50%, для пола — 30%.

По таблице определяем величину коэффициента использования светового потока. Выбираем по наименьшему показателю коэффициента отражения значение коэффициента использования светового потока равным 0,56.

Количество ламп в люстре нам известно — 3.

Подставляем полученные значения в формулу для расчета светового потока:

F=1414 лм.

Этот показатель относится к каждой лампе в люстре. На основании полученной величины выбираем светодиодную лампу с учетом световой температуры, основываясь на данных производителя. Они указаны на упаковке изделия.

Например, для светодиодной лампы мощностью 20 Вт со световой температурой 3000 К, что соответствует теплому свету, световой поток равен 1520 лм. Выбираем ее для установки в люстру как наиболее подходящую.

Метод удельной мощности

При этом методе величину освещенности выбирают из справочных данных. Учитывается мощность источников света, их количество и площадь помещения.

Расчет мощности для одной лампы производят по формуле:

Рлампы=(Руд*n)/S

где Руд — удельная мощность, Вт/м2;

n — количество ламп, шт.;

S — площадь комнаты, м2.

При расчетах данным методом придерживаются такой последовательности:

1. Определяется количество и тип размещенных в комнате светильников, высота подвеса.
2. На основании справочных данных устанавливается норма освещенности и удельной мощности.
3. Определяется мощность одной лампы. Величина выбирается из стандартных значений.

Если после расчета выяснится, что необходима установка лампы другой мощности, определяется количество светильников с учетом требуемых параметров.

Точечный метод

Применяя данный метод, определяют величину освещенности любой точке помещения.

При выполнении расчетов придерживаются заданного порядка:

1. Определяется количество и тип установленных в помещении светильников, высота подвеса.
2. Выполняется чертеж помещения с установленными светильниками.
3. На чертеже выбирается контрольная точка А.
4. Вычисляются расстояния от проекций источников света до выбранной контрольной точки.
5. По справочным данным определяется освещенность от каждого источника света.
6. Вычисляется общая освещенность установленных светильников Σе.
7. В выбранной точке А производится расчет горизонтальной освещенности в точке А по формуле:

Е=(А*μ/1000*kз)*Σе

где μ — коэффициент для определения величины дополнительной освещенности от светильников, находящихся на расстоянии от точки А, и величины отражения светового потока;

kз — коэффициент запаса.

При комбинированном методе совмещают разные типы определения освещенности для наибольшей точности.

При расчетах освещенности в системах естественного освещения применяют КЕО — коэффициент естественной освещенности.

Согласно СП 23-102-203 «Естественное освещение жилых и общественных зданий» КЕО — отношение естественной освещенности, создавае­мой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непо­средственным или после отражений), к одновременному значению наружной гори­зонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженное в %:

КЕО=(Евн/Ен)*100%

где — Евн освещенность внутри помещения;

Ен — наружная освещенность.

При проектировании зданий с обязательным наличием солнечного света определение КЕО — обязательное условие. От этого зависит размер окон и вид остекления, ориентация здания по сторонам света, применение дополнительного искусственного освещения.

КЕО измеряется двумя люксометрами. Первым прибором определяют освещенность вне здания, а вторым — внутри помещения. Для получения точных результатов измерения производятся одновременно и во время сплошной облачности, которая равномерно покрывает небо.

Заключение

Применение того или иного метода расчета освещенности при комбинированном освещении выбирается индивидуально. От точности расчетов зависит качество освещения, а значит, комфорт и безопасность при работе и отдыхе.