Искусственное освещение: виды, фото, выбор светильников, классификация

Искусственное освещение осуществляется с помощью различных видов источников света. Искусственное освещение на промышленных, гражданских объектах и строительных площадках по своему функциональному назначению подразделяется на рабочее, дежурное, аварийное, эвакуационное, охранное.

Рабочее освещение необходимо предусматривать для различных зданий, сооружений, участков пространств, предназначенных для работы, движения транспорта и прохода людей. Рабочее освещение может быть общее, местное и комбинированное (к общему освещению добавляется местное).

Общее освещение предназначено для освещения всего помещения. Общее рабочее освещение в зависимости от вида работ может быть равномерным или локализованным. При проектировании общего освещения в зоне рабочих мест отношение максимальной освещенности к минимальной не должно превышать для работ I – III разрядов при люминесцентных лампах 1,5; при других источниках света – 2; для работ V – VII разрядов – соответственно 1,8 и 3.

Местное освещение предназначено для освещения только рабочей поверхности, оно может быть стационарным и переносным. Запрещается использовать только местное освещение, т.к. оно создает быструю утомляемость за счет неравномерности освещения.

Комбинированное освещение применяется для создания достаточно высоких уровней освещенности на рабочих поверхностях благодаря одновременному использованию системы общего и местного освещения.

Аварийное освещение предусматривается в зданиях и местах производства работ, если отключение рабочего освещения приведет к нарушению технологии работ, обслуживанию машин и механизмов, режима работ детских медицинских учреждений, взрывам, пожарам, травмам, отравлениям людей и т.д. При аварийном режиме освещения минимальная освещенность рабочих поверхностей территорий предприятий, требующих обслуживания, должна быть не менее 5% нормируемого рабочего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территории предприятий.

Эвакуационное освещение в помещениях или в местах производства работ предусматривается, если в помещении одновременно могут, находится 100 и более человек, если в производственных помещениях, где на период отключения рабочего освещения, возможно травмирование людей, по основным проходам, лестницам производственных помещений, при числе эвакуирующихся более 50 человек, в лестничных клетках жилых домов высотой 6 этажей и более. Эвакуационное освещение должно обеспечивать на полу или земле в помещениях не менее 0,5 лк.; на открытых территориях – 0,2 лк.

Охранное освещение должно предусматриваться вдоль границ территории, охраняемых в ночное время. Освещенность должна быть 0,5 лк на уровне земли в горизонтальной плоскости или на уровне 0,5 м от земли.

Освещение открытыми лампами является вредным, т.к. оно не защищает от слепящей яркости накаленной нити лампы, рассеивает поток во все стороны. Поэтому вместе с лампой применяется специальная арматура. Все вместе называется светильником.

Светильники подразделяются по назначению на внутренние, наружные, специальные.По распределению света светильники делятся на:

1. Светильники прямого света, дающие световой поток вниз, на стены и на пол («Альфа», «Бета»,»Универсал», «Глубокоизлучатель»);

2.Светильники отражающего света, посылающие световой поток на потолок, отражаясь от которого, освещают помещение;

3. Светильники рассеянногосвета «Люцетта» (ЛЦ),»Молочный шар» и др. (рис.2.4.7)

Для различных помещений в зависимости от технологии производства выбираются, регламентируются определенные типы светильников. Например, в пыльных помещениях могут применяться светильники типа А, У_м, У_п, РН и т.д.

Выбор светильников должен производиться с учетом следующих факторов:

а) безопасности, долговечности и стабильности светотехнических характеристик в данной среде;

б) энергетической экономичности;

в) качества освещения;

г) удобства обслуживания;

д) внешнего вида и стоимости.

 В основном, в качестве искусственного освещения применяются лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Светильники ламп накаливания:а – «Универсал» (У, УМ); б – глубокоизлучатель эмалированный (Г_Э); в – глубокоизлучатель зеркальный (Г_З); г – кососвет; д – люцета с сплошным стеклом (НСП-07); е – шар матового стекла (ПО-02); ж– вывозащитный герметичный(ВЗГ); з – промышленный уплотненный(ПУ); и – прямого света «Альфа».

Лампы накаливания являются тепловыми источниками света, они характеризуются низкой стоимостью, простотой конструкции, удобством в работе. К недостаткам следует отнести высокую яркость (ослепляющее действие), низкую световую отдачу (7 – 20 лм/Вт), малые сроки эксплуатации (до 2,5 тыс. часов), высокая температура нагрева (140°С и выше), пожароопасность, неестественное освещение (желто-красное излучение), неприменимость при виброударной работе механизмов.

Лампы накаливания используются, в основном, для освещения помещений и местном освещении при временных работах.

Газоразрядные лампы в результате люминесценции вследствие электрических разрядов в инертных газах и парах металлов излучают свет оптического диапазона.

Они экономичны (срок эксплуатации до 10 тыс. часов), температура нагрева до 60° С, высокая световая отдача (90 – 100 лм/Вт), световой поток может излучаться различного спектра путем подбора люминофора и паров инертных газов

Основные недостатки: пульсация светового потока, сложная схема включения, шум при включении, относительно высокая стоимость.

При использовании в осветительных установках газоразрядных источников света одним из основных показателей качества освещения является допустимый уровень пульсации светового потока. Глубину пульсации принято оценивать коэффициентом пульсации освещенности К_n (%). Этот коэффициент является критерием оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током.

(2.4.10)

где Е_max, E_min – соответственно максимальное и минимальное значения освещенности за период ее колебания, [лк.];

Е_ср – среднее значение освещенности за этот же период, [лк].

Сегодня выпускаются люминесцентные газоразрядные лампы, которые отличаются по спектру излучения. Это лампы дневного света (ЛД), лампы дневного освещения с улучшенной передачей цвета (ЛДЦ), типа ЛЭ – близкие по спектру к естественному солнечному свету, ЛБ – лампы белого цвета (с малым излучением сине-фиолетовых лучей). Лампы холодно-белого света ЛХБ, ЛХЭ имеют лучшую передачу света, чем лампы ЛБ и ЛД, лампы тепло-белого света ЛТБ (светло-розово-белый оттенок).

Газоразрядные лампы бывают низкого и высокого давления. Лампы низкого давления называются люминесцентными и применяются в быту и на производстве.

Газоразрядные лампы высокого давления применяются в условиях, когда требуется высокая световая отдача и стойкость в условиях окружающей среды: металлогенные (МГЛ), дуговые ртутные (ДРЛ), натриевые (ДНаТ).

Кроме этого выпускаются лампы специального назначения (бактерицидные и др.).

По степени защиты светильника от влияния окружающей среды подразделяются на пылезащитные (открытые), пылезащищенные и пыленепроницаемые, влагозащищенные, водонепроникающие или герметические, взрывопожарозащитные.

Основными характеристиками источников искусственного освещения являются: электрическая мощность лампы, [Вт]; световой поток, [лм]; световая отдача, [лм/Вт]; напряжение питания, [В]; срок эксплуатации, [тыс. часов]; спектральный состав света; стоимость и т.д.

К светотехническим характеристикам светильников относятся коэффициент полезного действия, кривые силы света, защитный угол, светораспределение и т.д.

В табл. 2.4.4 и 2.4.5 приведены значения нормативной освещенности на рабочем месте в зависимости от размера зрительной работы, размеров объектов (фон, контрастность).

Степень защиты глаз от прямых лучей света определяется защитным углом, который образуется горизонталью, проходящей через центр светящего тела, и пограничной линией, соединяющей крайнюю точку светящего тела и противопожарный край отражателя. В пределах защитного угла лампа полностью закрыта от глаз работающего краем арматуры.

(2.4.11)

где h_c – расстояние от нити накаливания лампы до края арматуры по вертикали;

R – горизонтальное расстояние от края арматуры до центра нити накаливания;

r – горизонтальное расстояние от центра нити накаливания до ее края.

Рис.2.4.8. Методы расчета искусственного освещения

Расстояние между светильниками или наиболее выгодное их расположение λ определяется соотношением (рис.2.4.8):

 (2.4.12)

где L – расстояние между светильниками;

h – высота подвески светильника.

Отсюда:  (2.4.13)

Наиболее выгодное расположение светильников λ с учетом светораспределения может быть определено из таблиц по справочникам. Практически расстояние между светильниками принимают L = 1,5…2h.

При проектировании искусственного освещения применяются три метода: точечный, метод использования светового потока и метод расчета по удельной мощности (рис. 2.4.8).

Рассмотрим пример применения метода использования светового потока F, который учитывает световой поток, отраженный от источника света, стен, потолка, элементов оборудования.

Таблица 2.4.4

Нормированное освещение на рабочих поверхностях при искусственном освещении по зрительным параметрам (газоразрядные лампы)

Таблица 2.4.5.

Нормированная освещенность на рабочих местах вспомогательных строений и помещений

*- норма для ламп накаливания

Необходимо определить расположение и число светильников с учетом мощности ламп накаливания в комнате длиной А=10 м, шириной В=6 м, высотой Н=З м. Коэффициенты отражения стен q_c и потолка q_п 70%. Согласно СНиП II-4-79 с учетом характера зрительной работы принимаем нормальную освещенность равной 200 лк; коэффициент запаса r_з=1,3 (СНиП ΙΙ-4-79, табл. 3), отношение средней освещенности к минимальной z=1,1. Коэффициент, зависящий от типа светильника, a=1,5. Высота рабочего места h_c =0,8 м; расстояние от потолка до нижней кромки светильника h_c=0,6 м.

Оцениваем расчетную высоту подвеса светильника:

 (2.4.14)

Находим индекс помещения i:

 (2.4.15)

Расстояние между светильниками:

 (2.5.15)

Расстояние от стены до светильника принимаем l=0,8 м. С учетом коэффициента светового потока (отношение потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп η=0,57) рассчитываем световой поток при числе светильников N=8.

 (2.4.16)

На основании F выбираем тип и мощность ламп.

При расчете локализованного освещения обычно используется точечный метод, для чего необходимо знать, что µ – коэффициент влияния удаленных источников отраженного света и е – условная освещенность, [лк]. Первоначально е определяется по графикам пространственных изолюкс в зависимости от вида светильника, расположенного на расстоянии 1м имеющего световой поток лампы 1000 лм. Величина е в контрольной точке может быть замерена.

Освещение требует систематического ухода, правильной эксплуатации осветительной установки и контроля освещенности на рабочих местах не меньше одного раза в год.

В зависимости от специфики цехов складываются графики проверки состояния оконного стекла, светильников, електроарматури, их очищения и мытье. Вследствие продолжительной эксплуатации ламп их световой поток снижается до 25 %. Такие лампы надо своевременно заменять. Запрещается установления светильников, к комплекту которых входят неоднотннні газоразрядные лампы, а также те, которые имеют разный спектр и величину светового потока

Очищения светильников належит проводить не реже однажды на трех месяцы. Очищения оконных стекол световых отверстий проводится не реже двух раз на год для помещений с незначительным выделением пыли, и не меньше четырех раз с значительным выделением пыли.

Основным прибором для контроля и измерение освещенности на| рабочих местах есть люксметры типу Ю-16, Ю-17, Ю-116, Ю-117. Они отличаются границами измерения и оформлением. Принцип действия всех одинаковый и базируется на явлении фотоэлектрического эффекта.

Для автоматического контроля освещенности на рабочих местах устанавливаются фотодиоды ФД, которые указывают на недостаточную освещенность

Виды искусственного освещения. Классификация

Основные виды искусственного освещения, различаемые по расположению и предназначению источников света:

1) Общее. В помещениях любого типа (жилые, офисные, производственные) этот вид освещения предполагает наличие светильников в верхней зоне или на потолке. При организации общего вида свет должен равномерно распределяться по всей площади помещения. Для небольшой жилой комнаты это может быть люстра или потолочный светильник. В офисе или производственном помещении обычно используется система светильников. 

2) Местное. Этот вид освещения предназначен для выделения определенных зон путем расположения источников света непосредственно на выделенном участке помещения. Для местного освещения жилья применяют следующие виды светильников: напольные, настенные, подвесные, настольные, встраиваемые. В производственных или офисных помещениях используют специальные светильники, направляющие свет непосредственно на рабочее место.

3) Комбинированное. Предполагает одновременное использование общего и местного видов искусственного освещения. Эффективно для всех типов помещений: жилых, офисных, общественных и производственных.

Основные виды искусственного освещения, различаемые по направлению светового потока:

1) Направленное или прямое. Предполагает направление источника света на определенную поверхность или предмет. В результате направленного освещения предмет визуально увеличивается, за счет акцентирования его объема и формы. В жилом помещении для этого используют настольные лампы, споты, встроенные светильники, торшеры с плафонами и т.д.

2) Непрямое. Этот вид искусственного освещения называют еще отраженным, так как получается при направлении светового потока на потолок или стены, от которых он отражается и освещает помещение. В жилой комнате может быть реализован при помощи светильников с направленным вверх или на стены световым потоком. Отраженный свет зрительно увеличивает площадь комнаты и наиболее эффективен в светлом интерьере.

3) Рассеянное освещение получается в результате прохождения света через полупрозрачный или матовый плафон и рассеивается по всему помещению. Один потолочный светильник с рассеянным светом способен осветить небольшую комнату.

4) Смешанное. Получается совмещением выше перечисленных видов искусственного освещения. Светильник со смешанным освещением может распространять световой поток в разные стороны и через полупрозрачный плафон или абажур.

Основные виды искусственного освещения в производственных помещениях различаются по функциональному назначению:

1) Рабочее. Предназначается для обеспечения нормированных условий труда в зданиях и прилегающих территориях. Обязательно для всех видов производств, движения автотранспорта, прохода персонала.

2) Дежурное или охранное. Создается для освещения в нерабочее время или для охраны территории.

3) Аварийное. Предназначено для обеспечения видимости в случае аварийной эвакуации и для поддержания производственного процесса при полном отключении основного освещения.

4) Сигнальное — применяется для освещения зон повышенной опасности.

5) Бактерицидное — это ультрафиолетовое освещение для обеззараживания воздуха, воды и продуктов.

6) Эритемное — ультрафиолетовое облучение с длиной волны 297 нм, благоприятно влияющее на человеческий организм. Применяется в помещениях с дефицитом дневного света, стимулирует жизненно важные физиологические процессы. 

Подробнее о люминесцентных лампах

Люминесцентные лампы (далее ЛЛ) различаются по спектрам заметного на глаз излучения. Лампы дневного света приближены к естественному освещению, поэтому в наименьшей степени утомляют глаза. Минус данного вида ламп в том, что в их свете преобладают голубые лучи, делающие человеческую кожу нездоровой на вид. В лампах белого света больше жёлтых лучей. Лампы тёпло-белого света лучше передают розовый и жёлтый цвет, а холодно-белого — подчёркивают выразительность фиолетового, голубого и синего цветов.

ЛЛ являются источниками рассеянного и равномерного света, не дающего контрастную тень. Их светоотдача такова, что при одинаковой мощности превышает аналогичную светоотдачу ламп накаливания. По этой причине они экономичны, но при условиях освещённости ниже 150 лк возникает «эффект сумерек» — по сути в помещении достаточно светло, но глазу не хватает. Если дроссель неисправен, ЛЛ издают шум или излучаемый ими свет начинает пульсировать.

Лампы накаливания: плюсы и минусы

Лампы накаливания (далее ЛН) обладают спектром излучения с большим процентом жёлтого и красного цветов. Фиолетовый и синий в меньшинстве. С точки зрения психофизиологии их излучение приятнее, так как оно более тёплое. По параметру воздействия на психику ЛЛ в данном сравнении явно проигрывают. Излучение ЛН воспринимаются глазом как освещение естественное, приятное для зрения.

К недостаткам относится крайне низкая энергоэффективность.

Роль арматуры в ИО

С яркостью успешно борется осветительная арматура, защищающая от слепящих прямых лучей. Она делится на три типа:

• арматура для прямого света(направляет 90 процентов потока световых лучей на горизонтальную поверхность, используется в кухнях, прихожих, санузлах);
• арматура для отражённого света(основная часть светового потока направляется на верх стены и потолок, отражаясь от них и равномерно распределяясь);
• арматура для рассеянно-равномерного света(часть лучей отражается от стен и потолка и рассеивается по помещению, проходя через матовое стекло).

Нормы ИО для жилых помещений предполагают освещённость в 50 лк при наличии ламп накаливания, идеальную — 200. При этом показатели ЛЛ в жилом помещении превышают ЛН ровно в два раза.

Что стоит знать о плохом освещении

«Плохой свет» и «недостаток света» — не всегда одно и то же. Иногда, говоря «плохой свет», имеют в виду мерцающую ЛЛ. И далеко не все в курсе, что неровность — далеко не единственная характеристика плохого света. И что худшим считается свет, обладающий не комфортным для человеческого зрения спектром. При этом интенсивность его роли не играет.

Оптимально подходящий человеку спектр света — тот, что излучает солнце. Чем больше сходства с ним у искусственного источника, тем лучше. Солнечный спектр состоит из разной длины волн, подобных цветам радуги. В сочетании они дают цвет, именуемый по правилам светотехники «белым».

Нужно учитывать, что лампы имеют не только разную мощность, но и цветопередачу, и цветность, которые измеряются единицами Rа и К соответственно. ЛЛ излучают свет, который ближе к солнечному, чем у ЛН. Каждая из пяти люминофорных полос обладает своим спектром, что в результате даёт сходство со светом солнца.

Чтобы обзавестись правильной лампой (а не просто самой дорогостоящей), нужно ознакомиться с некоторой важной информацией. Опрометчиво просто схватить наименее бюджетный вариант и успокоиться. Например, специализированные лампы для растений весьма недёшевы, но для людей они не подходят категорически.

Сколько нужно светить, чтобы правильно жить

Недостаток света не только портит зрение, но и провоцирует усталость. Незнание элементарных азов по части освещённости создаёт нам неудобства. То, что наше зрение адаптируется и не особо ощущает разницу в лк, доходящую порой до тысячи единиц, часто приводит к ощущению дискомфорта, вызванного непонятно чем.

Чисто вымытая комната воспринимается как мрачная и грязная, если использовать ЛН в 25 ватт. И в то же время, применяя в грязном помещении очень яркую ЛЛ, мы добьёмся противоположного эффекта.

Часто в домах встречаются двух- и трёхрожковые люстры по 60–75 ватт на каждую лампочку.  Между тем, потребность человеческого глаза примерно в 4 раза выше. Многие из нас даже не подозревают, что живут при недостаточном освещении, причиняя тем самым вред своему здоровью.

Существуют официальные нормы освещения, указанные в лк для различных помещений. Но следовать им буквально, во-первых, технически сложно, во-вторых, не обязательно — по нескольким причинам:

• разница в 100–200 лк не воспринимается на глаз;
• параметры рассчитаны на среднестатистическое зрение без учёта индивидуальности;
• нормы указаны минимальные по причине необходимости экономии электроэнергии.

Следовательно, нормы должны служить лишь ориентиром, а подбирать ИО стоит под свои личные нужды, подразделяя потребности и учитывая нюансы — методом проб и ошибок. Главное правило — со светом переборщить невозможно. Это особенно актуально для людей, занимающихся точной работой, которая требует постоянного напряжения глаз (ювелиры, швеи, часовщики). Даже покупая, на ваш взгляд, слишком яркий светильник, вы не достигнете уровня излучения, эквивалентного по мощности солнечному.

Как определить необходимое количество света самостоятельно

Освещённость конкретной локации связана с несколькими факторами. Это:

• насколько далеко расположен источник;
• сила света;
• отражающая способность потолка, пола и стен.

Равномерное распределение световых источников в большинстве случаев оптимально для достижения эффекта максимальной освещённости.

Уровень освещённости замеряют прибором, именуемым люксометром.

С его помощью производится гигиеническая оценка естественного и искусственного освещения, то есть замер его пригодности к использованию.

Важная информация

Одно из непреложных требований к ИО любого типа — безопасность: наличие заземляющего эффекта, изоляции, отсутствия доступа для детей к источнику электроэнергии.

Эффект заземления достигается с помощью плотного контакта с почвой токопроводящего объекта. Бывают естественные и искусственные заземлители: первые созданы природой (деревья), вторые человеком (громоотвод, резина). В условиях грозы, сопровождающейся молниями, искусственное заземление не раз уберегало человека от электротравм.

ИО незаменимы для создания селфи, ставших за последнее время ультрамодным веянием. При естественном освещении создать качественное селфи возможно, но это технически сложнее — нужно учитывать, где находится солнце, чтобы лицо не оказалось в контражуре, что для селфи недопустимо. ИО позволяет контролировать и регулировать степень освещённости, поэтому сделать селфи при искусственном освещении намного проще. Данное явление настолько популярно в наше время, что не исключён вариант, что в недалёком будущем в гигиенические требования к искусственному освещению включат пригодность к качественным селфи.

Невозможно полностью отказаться от естественного освещения. Но и обойтись им одним тоже нереально для современного человека. Найденный оптимальный баланс естественного и искусственного освещения помещений создаст комфортную обстановку дома, способствующую продуктивному труду, настроение на работе и благоприятную для отдыха атмосферу в местах развлечений.