ГОСТ Р 54943-2012 Здания и сооружения. Метод определения показателя дискомфорта при искусственном освещении помещений

ГОСТ Р 54943-2012

Группа Ж25

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Метод определения показателя дискомфорта при искусственном освещении помещений

Buildings and structures. Method for determining the discomfort glare rating in interior lighting

ОКС 91.040

ОКСТУ 2009

Дата введения 2013-01-01

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН) при участии Общества с ограниченной ответственностью "ЦЕРЕРА-ЭКСПЕРТ" (ООО "ЦЕРЕРА-ЭКСПЕРТ"), Общества с ограниченной ответственностью "Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский светотехнический институт им. С.И.Вавилова" (ООО "ВНИСИ им. С.И.Вавилова")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 июля 2012 г. N 204-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод определения объединенного показателя дискомфорта для общего искусственного освещения помещений на основе фотометрических данных светильников и расположения их в помещении.

Стандарт также определяет метод расчета и форму представления стандартной таблицы объединенных показателей дискомфорта , представляющей значения объединенного показателя дискомфорта при общем искусственном освещении в стандартных строительных модулях при использовании светильника с заданными фотометрическими характеристиками.

Примечание - Метод неприменим при расстояниях от светильников до рабочей поверхности менее 2,5 м, а также для местного освещения рабочих мест.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 54350-2011 Приборы осветительные. Светотехнические требования и методы испытаний

ГОСТ 8.332-78 Государственная система обеспечения единства измерений. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения

ГОСТ 16703-79 Приборы и комплексы световые. Термины и определения

ГОСТ 26824-2010 Здания и сооружения. Методы измерения яркости

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины по ГОСТ 16703, ГОСТ 26824, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 геометрический фактор , отн. ед.: Коэффициент, определяющий долю зонального светового потока, непосредственно достигающего расчетной плоскости.

3.2 индекс помещения , отн. ед.: Величина, определяемая геометрическими характеристиками помещения и применяемая для вычисления коэффициента использования светильников. Индекс помещения определяется формулой

, (1)

где и - длина и ширина помещения, м;

- высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

3.3 коэффициент масштаба , отн. ед.: Коэффициент для перевода значений силы света в приведенный к световому потоку 1000 лм.

3.4 коэффициент передачи светового потока , отн. ед.: Величина, определяемая отношением светового потока, падающего на расчетную плоскость, к прямому потоку, падающему на другую поверхность, отразившую данный световой поток: - коэффициент передачи светового потока от расчетной плоскости к стене ; - коэффициент передачи светового потока от потолка к стене и - коэффициент передачи светового потока от стены к стене .

3.5 коэффициент полезного действия светильника , отн. ед.: Величина, определяемая отношением светового потока светильника к суммарному световому потоку установленных в нем источников света.

3.6 коэффициент полезного действия светильника в нижнюю полусферу , отн. ед.: Величина, определяемая отношением светового потока, выходящего из светильника в нижнюю полусферу, к суммарному световому потоку установленных в нем источников света.

3.7 коэффициент распределения светового потока , отн. ед.: Коэффициент, показывающий отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к полному световому потоку, излучаемому светильником.

Примечание - Коэффициент распределения светового потока для плоскости стандартного наблюдателя - ; коэффициент распределения светового потока для стен - и для потолка .

3.8 зональные световые потоки , лм: Расчетные суммарные световые потоки от светильника в нижнюю полусферу, отнесенные к световому потоку 1000 лм, в четырех зонах, характеризуемых углами: от 0° до 41,4° (), от 0° до 60° (), от 0° до 75,5° (), от 0° до 90° ().

3.9 световой поток светильника , лм: Световой поток, излучаемый светильником в пределах телесного угла стерадиан.

3.10 объединенный показатель дискомфорта : Международный критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения.

3.11 плоскость расположения линии зрения стандартного наблюдателя: Горизонтальная плоскость, располагающаяся на высоте 1,2 м от пола.

3.12 прямой световой поток на расчетную плоскость (на высоте глаз стандартного наблюдателя) , лм: Часть прямого светового потока от светильника, попадающего на расчетную горизонтальную плоскость, расположенную на высоте линии зрения стандартного наблюдателя.

3.13 световой поток светильника, излучаемый в нижнюю полусферу, , лм: Световой поток, излучаемый светильником в пределах телесного угла стерадиан, направленный ниже горизонтальной плоскости, проходящей через световой центр светильника.

3.14 симметричное светораспределение: Распределение силы света светильников, фотометрическое тело которых имеет две плоскости симметрии относительно оптической оси.

3.15 стандартный наблюдатель: Приемник излучения, кривая относительной спектральной чувствительности которого соответствует относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения, определяемой по ГОСТ 8.332.

3.16 стандартная таблица светильника: Таблица значений объединенных показателей дискомфорта, которые могут быть получены при использовании данного светильника для освещения помещений, имеющих размеры типовых строительных модулей.

3.17 таблица приведенных значений : Таблица значений объединенного показателя дискомфорта, приведенных к световому потоку светильника в 1000 лм.

4 Расчет объединенного показателя дискомфорта

4.1 Объединенный показатель дискомфорта UGR в соответствии с [1]-[3] определяется по формуле

, (2)

где - яркость фона, кд/м, рассчитываемая , где - отраженная составляющая вертикальной освещенности на уровне глаз стандартного наблюдателя. Отраженная составляющая вертикальной освещенности на высоте линии зрения стандартного наблюдателя согласно [2] принимается равной отраженной вертикальной освещенности стен на данной высоте ;

- габаритная яркость светящей части -го светильника в направлении глаз наблюдателя, кд/м;

- телесный угол светящихся частей -го светильника из точки наблюдения (стерадиан), ср;

- индекс позиции для -го светильника, учитывающий его размещение относительно линии зрения наблюдателя;

- число светильников в осветительной установке.

4.2 Индекс позиции определяют интерполяцией данных таблицы А.1 приложения А в зависимости от относительных координат положения центра светильника , в системе координат относительно стандартного наблюдателя. Данная система координат имеет центр О в точке расположения стандартного наблюдателя. - координата центра светильника по направлению линии зрения, - координата центра светильника в направлении, перпендикулярном к линии зрения. - высота установки светильника над уровнем линии зрения стандартного наблюдателя. Все координаты относятся к центру светильника. Приведенные в таблице А.1 параметры , определяются в соответствии с рисунком 1.

Рисунок 1 - Расположение центра светильника относительно стандартного наблюдателя по [3]

4.3 Для расчета объединенного показателя дискомфорта на соответствие требованиям [1] используют формулы (2)-(5), определяющие его через силу света светильников в направлении точки расположения стандартного наблюдателя, расстояние от стандартного наблюдателя до видимой площади светящей поверхности, светильника , индекс позиции светильника и отраженной составляющей освещенности стен на высоте линии зрения стандартного наблюдателя . Значения сил света содержатся в файлах фотометрических данных на светильник в формате [4], в формате или в таблицах силы света по ГОСТ Р 54350 и в [5].

(3)

или с введением коэффициента :

; (4)

, (5)

где - сила света -го светильника в направлении стандартного наблюдателя, определяется вертикальным углом и азимутальным углом в системе координат с центром в точке расположения стандартного наблюдателя в соответствии с рисунком 1;

- азимутальный угол;

- меридиональный угол;

- площадь проекции светящих поверхностей светильника на плоскость, перпендикулярную линии зрения в соответствии с рисунком 2,

Рисунок 2 - Расположение светящих поверхностей светильника, видимых стандартным наблюдателем по [3]

определяемая по формулам:

- при направлении линии зрения вдоль продольной оси светильников

; (6)

- при направлении линии зрения поперек продольной оси светильников

, (7)

где -

. (8)

4.4 Отраженную составляющую освещенности на стенах помещения определяют по формуле

, (9)

где - коэффициент использования отраженных световых потоков для стен;

- число светильников в помещении;

- общая площадь стен, м, между рабочей плоскостью и плоскостью расположения светильников;

1000 лм;

.

Расчет выполняют на основе табличных значений силы света в зависимости от азимутального угла с интервалом в 15° (от 0° до 345°) и в зависимости от меридионального угла с интервалом 5° (от 0° до 180°) в следующей последовательности:

- рассчитывают зональные потоки , , и :

зональный поток (от 0° до 40°)+0,130зональный поток (от 40° до 50°),

зональный поток (от 0° до 60°),

зональный поток (от 0° до 70°)+0,547зональный поток (от 70° до 80°),

зональный поток (от 0° до 90°);

- рассчитывают общий зональный поток:

; (10)

- рассчитывают коэффициенты распределения , , :

, (11)

, (12)

; (13)

- рассчитывают коэффициент использования для стен :

. (14)

4.5 Значения рассчитывались для распределения силы света светильника, приведенного к потоку 1000 лм, для получения фактических значений объединенного показателя дискомфорта они должны быть пересчитаны по формуле

, (15)

где - фактический полный поток источников света в светильнике;

- приведенное значение для потока 1000 лм.

Отраженную составляющую для стен помещения определяют по формуле

. (16)

Для определения объединенного показателя дискомфорта рекомендуется использовать программные средства, приведенные в приложении Г.

4.6 Объединенный показатель дискомфорта в помещениях соответствует [1], если его значение не превышает нормированного.

5 Стандартная таблица значений объединенных показателей дискомфорта, приведенных к световому потоку 1000 лм

5.1 Стандартные таблицы объединенных показателей дискомфорта являются характеристиками дискомфортной блескости, которая возникает при искусственном освещении помещений и зависит от характеристик помещения и применяемых светильников [3]. Таблицы рассчитывают на основе файлов фотометрических данных на светильник в формате [4] и или на основе табличных значений сил света, оформленных по ГОСТ Р 54350 или [5]. Рекомендуется использовать программные средства, перечень которых приведен в приложении Г.

5.2 Таблицу значений объединенных показателей дискомфорта , приведенных к условному световому потоку 1000 лм, рассчитывают для стандартных условий освещения, при которых:

- светильники располагают в помещении равномерно по площади в соответствии с рисунками 3 и 4;

- стандартный наблюдатель располагается в центральной точке О у стены помещения, и его линия зрения направлена горизонтально к центру противоположной стены помещения;

- высота размещения выходных отверстий светильников выше уровня линии зрения стандартного наблюдателя на 2 м;

- расстояние между светильниками равно 2 м в обоих направлениях и , где - расстояние между вертикальными плоскостями, параллельными линии зрения и проходящими через центр светильника и через наблюдателя, - расстояние, параллельное направлению линии зрения, от наблюдателя до вертикальной плоскости, перпендикулярной к направлению линии зрения и проходящей через центр светильника в соответствии с рисунками 3 и 4;

"+" - расположение светильников

Рисунок 3 - Стандартное расположение светильников в плане по [3] (площадь соответствует размеру , площадь соответствует размеру )

Рисунок 4 - Размеры стандартного модуля в разрезе

- отношение расстояния между центрами прилегающих светильников к высоте расположения их над расчетной плоскостью равно 1:1;

- высота стены над расчетной плоскостью 2,0 м;

- линия зрения стандартного наблюдателя расположена на высоте 1,2 м от пола, что соответствует линии зрения сидящего человека;

- размеры помещения и выражены через высоту установки светильников над плоскостью линии зрения стандартного наблюдателя ; размер помещения определяют перпендикулярно к линии зрения, а размер помещения - параллельно линии зрения стандартного наблюдателя;

- распределение силы света светильника приведено в нормализованной форме: кд/1000 лм.

Пример таблицы значений объединенных показателей дискомфорта, приведенных к 1000 лм , приведен в таблице 1. Значения по таблице 1 приведены для 19 стандартных помещений, относительные размеры которых выражены через высоту установки светильников, для 5 комбинаций коэффициентов отражения поверхностей помещений и для поперечного и продольного размещений светильников по отношению к линии стандартного наблюдателя. Форма таблицы соответствует требованиям Международной комиссии по освещению (МКО), приведенным в [3].

Таблица 1 - Значения объединенных показателей дискомфорта для светильника с симметричным светораспределением (для условного светового потока 1000 лм)

5.3 Расчет значений для стандартной таблицы значений , приведенных к 1000 лм, выполняют по формулам (5)-(14) в соответствии с разделом 4.

Для расчетов используют вспомогательную таблицу 2, а также таблицы Б.1-Б.4 приложения Б.

Таблица 2 - Таблица расчета зональных потоков светильника

Значения азимутальных углов , меридиональных углов и отношений , , для стандартного расположения светильников обобщены в таблице Б.1.

По таблице А.1 приложения А на основе линейной интерполяции определяют индексы позиции для стандартного расположения светильников.

На следующем этапе определяют отраженную составляющую на стенах помещений . Расчет зональных световых потоков проводят с использованием таблицы 2 на основе значений силы света.

В таблице Б.2 приложения Б содержатся значения коэффициентов по формуле (9) для расчета отраженной составляющей освещенности стен в помещении.

В таблицу Б.3 приложения Б сведены значения геометрических факторов для стандартного расположения светильников.

Коэффициенты передачи светового потока в зависимости от индекса помещения, комбинации коэффициентов отражения потолка, стен и расчетной поверхности сведены в таблицу Б.4 приложения Б.

5.4 Поскольку значения в стандартной таблице приведены для распределения силы света светильника, приведенного к потоку в 1000 лм, для получения фактических значений объединенного показателя дискомфорта должны быть пересчитаны по формуле (15).

Пример расчета объединенного показателя дискомфорта приведен в приложении В.

Приложение А
(обязательное)

Значения индексов позиции для светильников стандартного расположения в плане помещения по [3]

Таблица А.1

Приложение Б
(рекомендуемое)

Вспомогательные таблицы для расчета объединенного показателя дискомфорта

Таблица Б.1 - Промежуточные коэффициенты для стандартного расположения светильников

Продолжение таблицы Б.1

_______________

* Текст документа соответствует оригиналу. - .

Продолжение таблицы Б.1

Продолжение таблицы Б.1

Продолжение таблицы Б.1

Окончание таблицы Б.1

Таблица Б.2 - Значения коэффициента для расчета отраженной составляющей освещенности стен в зависимости от индекса помещения

Таблица Б.3 - Геометрические факторы в зависимости от индекса помещения

Таблица Б.4 - Коэффициент передачи светового потока в зависимости от индекса помещения и коэффициентов отражения потолка, стен и расчетной плоскости

Окончание таблицы Б.4

Приложение В
(справочное)

Пример расчета объединенного показателя дискомфорта

Пример расчета значения объединенного показателя дискомфорта и расчета стандартной таблицы приведен для прямоугольного помещения с относительным размером и стандартным расположением светильников, где - высота расположения светильников над расчетной плоскостью при коэффициентах отражения потолка - 0,7; стен - 0,5; пола - 0,2.

В.1 Исходные фотометрические и геометрические данные на светильник

Исходными фотометрическими данными является таблица В.1 значений силы света для меридиональных и азимутальных углов светильника. Полярное распределение кривой силы света показано на рисунке В.1.

Рисунок В.1 - Кривая силы света светильника с симметричным светораспределением

Таблица В.1 - Значения силы света светильника, кд, приведенного к световому потоку 1000 лм

Площади светящих частей светильника взяты из паспортных данных на светильник:

- площадь основания 0,316 м;

- площадь боковой части 0,0 м;

- площадь торца 0 м.

Таблица В.2 - Пример расчета зональных световых потоков

Окончание таблицы В.2

В.2 Расчет отраженной составляющей освещенности для стен помещения

В.2.1 Расчет значений освещенности от многократных отражений для стен

Расчет начинают с определения коэффициентов полезного действия светильника (общий, в нижнюю полусферу, в верхнюю полусферу) , , и выполняют с использованием рабочей таблицы В.2.

По вспомогательной таблице Б.2 или по формуле (1) для стандартного модуля находим индекс помещения 1,33.

По таблице В.2 и приведенным в ней значениям силы света рассчитывают суммарные зональные световые потоки , , и с учетом значений коэффициентов полезного действия в нижнюю полусферу , .

Зональный поток (от 0° до 40°)+0,130зональный поток (от 40° до 50°);

Зональный поток (от 0° до 60°);

Зональный поток (от 0° до 70°)+0,547зональный поток (от 70° до 80°);

Зональный поток (от 0° до 90°).

Таблица В.3 - Расчетные значения зональных световых потоков

338,52 лм;

534,39 лм;

621,25 лм;

650,12 лм.

В.2.2 По формуле (10) рассчитывают общий зональный поток , используя значения геометрических факторов из таблицы Б.3:

В.2.3 Последовательно находят коэффициенты распределения светового потока:

;

;

.

B.2.4 С помощью таблицы Б.4 определяют коэффициенты передачи , (), , вычисляют коэффициент использования отраженных потоков для стен с данным индексом помещения по формуле

(В.1)

Для того чтобы получить значение , умножают значение на значение , определенное по таблице Б.2 приложения Б:

лк.

При расчете стандартной таблицы этот расчет выполняют для каждого из 19 стандартных индексов помещений и комбинаций коэффициентов отражения потолка, стен и пола.

В.3 Расчет коэффициентов

В рассматриваемом помещении с относительными размерами стандартные условия освещения соответствуют равномерному размещению в нем восьми светильников, как показано на рисунке 3 (область А).

По таблице Б.2 приложения Б для стандартных условий освещения модуля определяют значения . Полученные значения сводят в таблицу В.4.

Таблица В.4 - Расчетные значения коэффициентов

В.4 Расчет значений силы света светильников

По таблице Б.1 находят значения азимутального угла и меридионального угла и по таблице В.1 линейной интерполяцией определяют значения силы света . Результаты заносят в таблицу В.5. Значения для случаев 0,5 и 0,5 не учитывают, поскольку скрыты от глаз наблюдателя.

Таблица В.5 - Расчет значений силы света от светильников при направлении линии зрения поперек продольной оси светильников

Для силы света от светильников, расположенных справа от стандартного наблюдателя, азимутальные углы равны:

360°-18,4°=341,6°;

360°-11,3°=348,7°;

360°-8,1°=351,9°.

Таким образом, определяют значения силы света для направления линии зрения поперек продольной оси светильников.

На практике бывает, что направление линии зрения стандартного наблюдателя располагается вдоль продольной оси светильников. Для направления линии зрения вдоль продольной оси светильников также необходимо определить значения . В этом случае данную таблицу повторяют, но с азимутальными углами , увеличенными на 90°.

Таблица В.6 - Расчет значений силы света от светильников при направлении линии зрения вдоль продольной оси светильников

Для светильников, расположенных направо от наблюдателя, азимутальные углы в этом случае равны:

90°-18,4°=71,6°;

90°-11,3°=78,7°;

90°-8,1°=81,9°.

В.5 Расчет площади проекции светящих элементов светильника на плоскость, перпендикулярную к линии зрения

По формулам (6) и (7) вычисляют площадь проекции светящих площадей светильника на плоскость, перпендикулярную к линии зрения:

(при направлении линии зрения, направленной вдоль продольной оси светильников);

(при направлении линии зрения, направленной поперек продольной оси светильников).

Для этого используют информацию о площади светящих поверхностей светильника, приведенную в пункте В.1, и значения из таблицы Б.2:

- площадь основания 0,316 м;

- площадь боковой части 0,0 м;

- площадь торца 0,0 м.

Полученные данные сводят в таблицу В.7.

Таблица В.7 - Значения площади проекции светящих элементов светильника на плоскости, перпендикулярной к линии зрения

В.6 Расчет объединенных показателей дискомфорта

Вычисления проводят, используя формулу

. (В.2)

При направлении линии зрения поперек продольной оси светильников:

;

При направлении линии зрения вдоль продольной оси светильников:

;

Приложение Г
(справочное)

Программные средства, позволяющие рассчитывать объединенный показатель дискомфорта и стандартную таблицу объединенного показателя дискомфорта при освещении помещений

Г.1 Программа расчета искусственного освещения DIALux (русифицированная) - www.dial.com

Г.2 Программа расчета искусственного освещения Relux Pro - www.relux.biz

Библиография

Электронный текст документа

и сверен по:

, 2013