Коэффициент запаса при расчете освещенности

Нормированные значения освещенности должны быть обеспечены в течение всего времени эксплуатации осветительной установки. Однако, в связи с тем, что период эксплуатации имеет место постоянное уменьшение освещенности, начальная освещенность должна быть принята больше нормированной, а именно, равна последней, умноженной на коэффициент запаса, значения которого регламентированы нормами. Этот коэффициент учитывает снижение светового потока источников света к концу срока службы, запыление светильников, старение последних, т.е. ухудшение характеристик, не восстанавливаемых очисткой, и снижение коэффициентов отражения стен и потолка помещения. 

Необходимый коэффициент запаса зависит от количества и характера пыли в воздухе, степени старения данного типа источников света (в связи с чем для газоразрядных ламп коэффициент запаса повышается), типа светильников, и, конечно периодичности очистки последних. В зависимости от указанных обстоятельств значение коэффициента запаса может находиться в пределах 1 - 2. 

Самое интересное, что данный коэффициент необходимо учитывать при светотехнических расчетах, но существует проблема — коэффициент запаса абсолютно для всех типов светильников не выведен для программы DIALux.  

В программе учитывается только коэффициент эксплуатационных затрат. Получается, что на данный момент многие расчеты не учитывают коэффициент запаса, что в результате приводит к серьезным неточностям. Мало того, деградация традиционных источников света  (ламп) происходит быстрее, нежели чем светодиодов.  Теперь давайте разберемся, что такое коэффициент запаса. 

Для искусственного освещения

Коэффициент учитывает снижение освещенности и яркости в процессе эксплуатации осветительной установки вследствие загрязнения и не восстанавливаемого изменения отражающих и пропускающий свойств оптических элементов осветительных приборов, спада светового потока и выхода из строя источников света, а также загрязнения поверхностей помещений, наружных стен здания или сооружения, проезжей части дороги или улицы. 

Для естественного освещения

Расчетный коэффициент учитывает снижение КЕО в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, а также снижения отражающих свойств поверхностей помещения.      

(КЕО - коэффициент естественной освещенности)   (данные СНИП 23-05-2010). 
Для учета снижения освещенности и КЕО в процессе эксплуатации систем освещения вводится коэффициент запаса. 

Значение КЗ, регламентируемые СНИП, колеблются в пределах 1, 3-2 для промышленных ОУ и 1, 3-1, 5 для ОУ общественных зданий. 
Для светодиодных светильников точный коэффициент не указаны и не выведен, ссылаться необходимо на опыт эксплуатации светодиодный светильников в течении гарантийного срока, не менее 3 - 5 лет.  

Также будем учитывать результаты замеров освещенности, произведенные конечными потребителями. Также будем полагаться на практический опыт и данные ведущих производителей светодиодов и других материалов. 

Компания Nichia (Япония), создана в 1956 г., 90 % рынка люминофоров, 40% рынка продаж светодиодов. 

Компания Cree (США), мировой лидер в производстве мощных светодиодов и кристаллов. 

Компания «ФОКУС» (Россия), дата создания 2004 г., 15 % рынка продаж светодиодных светильников. Компания «ФОКУС» обладает свое собственной современной лабораторией, специализирующей на исследования в области светодиодов, электроники и готовых изделий. Помимо собственных  измерений, исследования светильников проводятся также и в аккредитованных. 
  

Коэффициент запаса

В системах искусственного освещения в течение времени эксплуатации происходит снижение освещенности в результате: 

1. спада светового потока ламп вследствие их старения (ресурс);
2. выхода из строя ламп в течение срока эксплуатации;
3. загрязнения оптической системы светильников;
4. загрязнения светопропускающих поверхностей источников света;
5. спада КПД светильников вследствие старения светоотражающих  и светопропускающих (УФ воздействие на полимеры) материалов;
6. изменения температуры окружающей среды (необходимо учитывать для светодиодов, компактных люминесцентных ламп, и люминесцентных ламп. (Раньше этот показатель в литературе не указывался, потому что эти типы источников света для улицы не допускались, а в помещении перепад температур значительно меньше).

Значения коэффициента запаса для осветительных установок искусственного освещения могут быть снижены в зависимости от эксплуатационных групп светильников. Эксплуатационная группа светильника определяется конструктивно-светотехнической схемой светильника, типом материала или покрытия отражателя и рассеивателя светильника, типом используемого источника света. 



1. Светодиодные светильники производятся компанией «ФОКУС» серийно с 2004 года. За это время практическую наработку более 6 лет имеют уже свыше 7000 серийных изделий, причем эксплуатация их продолжает сегодня. 

Были проведены замеры освещенности светильников в начале эксплуатации на объектах различного применения. Применяемые в светильниках высокачественные светодиоды Nichia (Япония) не подверглись деградации и сохранили свои технические параметры, соблюдены все условия эксплуатации их в готовых изделиях. Специально разработанные конструкции светильников обеспечивают необходимый теплоотвод светодиодов, что еще существенно повышает их ресурс.  Данное снижение освещенности у светодиодных светильников УСС отсутствует, это доказано практически и подтверждено исследованиями многочисленных лабораторий. 

Тип лампы	Параметры освещенности лк, потери
	1 год	2 год	3 год
ДРЛ	- 30 - 50 %	- 50 -90%
ДНАТ	- 20%	- 10 — 30 %
Светодиодный модуль	Отсутствуют	Отсутствуют	отсутствуют

Результаты исследований за 3 года работы 

2. Практически доказано, у светодиодных светильников отсутствует выход из строя светодиодного модуля, ресурс модуля более 23 лет. Выход из строя ламп (светодиодов) в течение срока эксплуатации у светодиодных светильников отсутствует,   соответственно это при расчетах учитывать не надо. 

3. Загрязнение оптических систем у традиционных светильниках и у светодиодных существует. Этот параметр необходимо учитывать. Для светодиодных светильников важно качество оптического поликарбоната и оптики на светодиодах. Загрязнение пылью и грязью происходит только поликарбоната, оптика светодиодов защищена и находится под стеклом. 
Также есть светильники без оптики, у которых потери будут ниже. Для расчетов падения на оптических системах для светодиодных светильников следует учитывать только загрязнение защитного стекла. Опять же загрязнение зависит от места и условий эксплуатации светильников. 

4. Загрязнения светопропускающих поверхностей источников света у светодиодных светильников отсутствует. 

5. Спад КПД светодиодных светильников вследствие старения светоотражающих материалов отсутствует. Были произведены измерения освещенности на объектах после 3 лет работы. Параметры остались на уровне трехлетней давности, в диапазоне погрешности измерений нее более 5%. 

Из данного сравнения видно, что для светодиодных светильников нужно убрать некоторые параметры падения светового потока, в следствии чего этот коэффициент уменьшится от традиционных значений. 


В зарубежных нормах и стандартах для учета данного фактора используется коэффициент эксплуатации MF. С отечественным коэффициентом запаса он связан соотношением МF= 1/Кз. 
Из практики, для светодиодных светильников следует брать коэффициент запаса равным 1 — 1, 1  для программы DIALux.    

Внимание: Данный коэффициент выведен только для светильников компании «ФОКУС». 

Для изделий других производителей светодиодных светильников, пониженный коэффициент не известен. 
Для определения коэффициента необходимо учитывать: токи на светодиодах (степень разгона светодиодов, если это существует); температуры кристаллов; наличие радиаторов; наличие защитного стекла; степень защиты от пыли и влаги; место эксплуатации. 

Конструирование, применение и эксплуатация.

В области конструирования, применения и эксплуатации световых приборов для наружного освещения стало возможным: 

• создание корпусных светильников без отражателя и защитного стекла c отличной светопропускаемостью;
• создание корпуса светильника с более повышенной степенью защиты от пыли и воды;
• применение более устойчивых к агрессивной среде материалов для корпусов светильников;
• применение источников света с высокими параметрами эффективности лм/вт;
• применение светодиодов и электронных компонентов с более высоким ресурсом жизни, свыше 50 тыс. час.;
• создание и применение оптики с высоким кпд и ресурсом работы;
• отказ от ремонта светильника на опоре;
• отказ от замены в светильнике ламп и ПРА (применение светодиодных модулей и электронного драйвера, с повышенным сроком жизни);
• замена блока или светильника целиком на исправный.

Проектирование

• Снижение установленной мощности и количества опор;
• снижение коэффициента запаса при проектировании до 1—1, 15;
• оптимизация установок по светотехническим параметрам за счет использования ламп-светильников с различным светораспределением.

Экономика

• Снижение потребления электроэнергии на цели наружного освещения (до 50%);
• сокращение капитальных и эксплуатационных затрат на осветительные установки (в 1, 5-2 раза);
• снижение металлоемкости и потребления дорогих материалов на производство светильников;
• отказ от утилизации и хранении ртутосодержащих ламп

Коэффициент запаса k учитывает запыленность помещения, снижение светового потока ламп в процессе эксплуатации. Значения коэффициента k приведены в таблице. 

Таблица Значения коэффициента k

Помещения	Примеры помещений	Коэффициент запаса k
		Газоразрядные лампы	Лампы накаливания	Светодиодные светильники УСС
Запыленность свыше   5 мг/м3	Цементные заводы, литейные цеха и т. п.	2	1, 7	1, 5
Дым, копоть 1-5 мг/м3	Кузнечные, сварочные цеха и т. п.	1, 8	1, 5	1, 3
Менее 1 мг/м3  Значительная концентрация паров кислот и щелочей	Инструментальные, сборочные цеха  Цеха химических заводов, гальванические цеха	1, 5 1, 8	1, 3	1, 1 1, 5
Запыленность значительно менее 1 мг/м3, отсутствие паров кислот и щелочей	Жилые, административные и офисные и т.п. помещения	1, 2	1, 1	1

Размещено компанией ООО Аксиома Электрика