Анализ принципов выбора системы освещения

Введение

Освещение – одна из наиболее интегрированных систем зданий и сооружений. Для организации естественного и искусственного освещения используются строительные конструкции, система электроснабжения, система автоматики, системы безопасности. Назначение освещения – обеспечения работы, пребывания, безопасности, ориентации и комфорта человека (в общем случае – растений и животных) на объекте капитального строительства. Создание системы освещения можно разбить на этапы. Первый этап – определение основных характеристик – освещенность, равномерность освещения, цветность, ослеплённость и т.п. Зависят эти параметры от назначения и функций системы освещения – рабочее, аварийное, архитектурное, художественное, дежурное. Под рабочим освещением понимается освещение, обеспечивающее комфортные условия проживания и пребывания людей, комфортные условия работы – различение, наблюдение, безопасность при выполнении технологических операций. Все эти функции должна выполнять одна система, над заданием по проектированию которой могут (должны!) трудится разноплановые специалисты по санитарно-эпидемиологическому благополучию, охране труда, пожарной безопасности, гражданской обороне, архитектуре (возможно и художник), соответствующей технологии и промышленной безопасности. В идеальной организации каждый из указанных специалистов выдает своё частичное задание по организации освещения. На втором этапе осуществляется выбор и размещение источников света – здесь работают строитель (естественное освещение) и энергетик (искусственное освещение). Причина этого понятна – освещение является одной из электротехнологий (неэлектрическое освещение развитие не получило, хотя до сих пор серийно выпускается несколько типов неэлектрических светильников – химические, газовые, жидкостные). Третий этап: организация питания (подачи энергии) – здесь также действует специалист по энергетике.

Для успешного проектирования должен быть установлен интегратор, сводящий все требования воедино. В соответствии с Положением о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 16.02.2008 № 87, проектные решения по системам естественного освещения располагаются в части «объемно-планировочных и архитектурных решений», системы рабочего и аварийного освещения входят в состав «системы электроснабжения». Естественное освещение имеет ограниченную функциональность, поэтому система освещения – ответственность проектировщика систем электроснабжения.

Для повышения эффективности и вариативности проектных решений требуется анализировать нормативные документы, использую научно обоснованные подходы, обобщать требования функционально разнородного применения освещения. Поскольку каждый нормативный документ является некоторым обобщением опыта проектирования и эксплуатации, совместное их изучение – интеграция практических данных в контексте достижения оптимального результата. В этом смысле практически ничего не будет сказано про архитектурное освещение и дизайнерские решения по наружному и внутреннему освещению – художественное и оптимальное решения плохо совместимы. Основным анализируемым параметром будет являться уровень освещенности, остальные характеристики считаем вторичным (дополнительным) выбором.

Первоначальный выбор – основные решения по освещенности

При проектировании первоначальным выбором являются документы, представляющие обобщенный выбор освещенности, основанный на санитарно-эпидемиологических требованиях и запросах системы охраны труда. Основным документом является СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение» [1], входящий в Перечень документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». Обязательным документом является выполнение СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» [2]. Оба документа содержат большой массив данных по выбору освещенности для жилых, общественных и производственных зданий. Представляется важным определиться с отличием документа добровольного применения СП 52.13330.2016 от документа обязательного применения СанПиН 1.2.3685-21.

Проанализируем две таблицы: «Требования к освещению рабочих мест на промышленных предприятиях» (таблица 5.25 СанПиН 1.2.3685-21) и «Требования к освещению помещений промышленных предприятий» (таблица 4.1 СП 52.13330.2016). Данные представляют собой общие принципы выбора освещенности для объектов различения, без указания конкретных помещений. Информация, содержащая в них, относится к одинаковым объектам различения и может применяться совместно. Непосредственно данные таблиц не применяются, это инструмент для определения уровня освещенности на рабочих местах. Представим информацию в графическом виде (рис. 1):

Рис. 1. Освещенности для рабочих мест промышленных предприятий

Конкретные значения освещенности роли не играют, по графику видно, что в СанПиН 1.2.3685-21 сетка значений содержит больше элементов и значения освещенности ниже или равны значениям освещенности СП 52.13330.2016. то есть использование СанПиН при определении конкретной освещенности на рабочих местах представляет более широкий выбор освещенности (более точен).

Расширим область сравнения на наибольший массив данных - показатели освещения основных помещений общественных, жилых и вспомогательных зданий (таблица Л.1 СП 52.13330.2016), объединив с нормативными показателями естественного, искусственного и совмещенного освещения помещений и сооружений объектов общепромышленного назначения (таблица Л.2 СП 52.13330.2016). В СанПиН 1.2.3685-21 информация строится по другому принципу: допустимые уровни физических факторов на рабочих местах и нормативы физических факторов в помещениях жилых и общественных зданий и на селитебных территориях. Нормативы, соответствующие таблицам Л.1 и Л.2, содержатся в Требованиях к освещению рабочих мест на промышленных предприятиях (таблица 5.25 СанПиН 1.2.3685-21), Гигиенических нормативах показателей естественного, искусственного и совмещенного освещения помещений жилых зданий (таблица 5.52 СанПиН 1.2.3685-21) и Гигиенических нормативов показателей естественного, искусственного и совмещенного освещения в основных и вспомогательных помещениях общественных зданий (таблица 5.54 СанПиН 1.2.3685-21). Представим общую информацию в виде диаграммы (рис. 2). Помещения отсортированы в порядке увеличения освещенности, значения из СанПиН 1.2.3685-21 находятся на переднем плане, значения из СП 52.13330.2016 – на заднем плане. Здесь также конкретные значения освещенности не важны, главное – сопоставление уровней освещённости для одинаковых помещений.

Результат сравнения [3]: детализация помещений в СП 52.13330.2016 шире, чем в СанПиН 1.2.3685-21 и большинство значений освещенности больше. Разность освещенностей составляет от 25 % до 200 %. Более 40% помещений имеют одинаковые нормы в соответствии с обоими документами.

Значения, приведенные в СанПиН 1.2.3685-21 являются допустимыми и минимальными. В тех случаях, когда освещенность, приведенная в СП 52.13330.2016, превышает допустимую, у проектировщика появляется диапазон выбора. В целом освещенность выше гигиенического норматива предлагается считать более комфортной, освещенность выше значения СП 52.13330.2016 следует в любом случае считать неоптимальной. Значения, выходящие за диапазон «СанПиН – СП», представляются не обоснованными нормативными документами, то есть уязвимыми для критики.

Рис. 2. Освещенность помещений жилых, общественных и промышленных зданий

Рабочее освещение – технология и безопасность

Основной выбор не распространяется на освещенность, обусловленную потребностями технологических процессов и требованиями промышленной безопасности. Эти требования формируются специалистами-технологами на основе «Требований к освещению рабочих мест на промышленных предприятиях» из СП 52.13330.2016 или СанПиН 1.2.3685-21. Кроме того, СП 52.13330.2016 не распространяется на освещение «подземных выработок, морских и речных портов, аэродромов, железнодорожных станций и их путей, спортивных сооружений, помещений для хранения сельскохозяйственной продукции, размещения растений, животных, птиц, а также на проектирование специального технологического и охранного освещения при применении технических средств охраны».

Поиск нормативных документов, расширяющих основные, должен проводиться исходя из областей использования, за основу берутся технические регламенты, Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», Федеральный закон «Воздушный кодекс Российской Федерации». Поиск документов проводим по перечням, входящим в указанные нормативные документы или инициируемые на их основе.

Рис. 3. Схема взаимосвязей документов, определяющих требования по освещенности

Указания по системе освещения конкретных объектов обязательно содержит документ, описывающий нормы и правила проектирования объекта. Чтобы найти такой документ, начинать нужно в изучении «Перечня документов в области стандартизации, в результате применения которых обеспечивается соблюдение требований технического регламента». В этих перечнях найдется нужное СП или ГОСТ.

Если объект капитального строительства относится к опасным производственным объектам, указания по организации освещения могут содержаться в федеральных нормах и правилах в области промышленной безопасности или правилах безопасности. В соответствии с Федеральным законом № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» федеральные нормы и правила относятся к документам обязательного применения.

Процесс поиска можно проиллюстрировать схемой, приведенной на рис. 3.

Дополнительные системы освещения

В числе дополнительных особое место занимает аварийное освещение. Обязательность использования аварийного освещения диктуется требованиями технических регламентов «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ) и «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» (Федеральный закон от 30.12.2009 № 384-ФЗ). Кроме того, имеется СП 439.1325800.2018 «Здания и сооружения. Правила проектирования аварийного освещения». Этот свод правил представляет собой нечто вроде методических указаний по проектированию аварийного освещения, разработанный в развитие СП 52.13330.2016.

В целях обеспечения безопасности полетов воздушных судов устанавливаются маркировочные знаки и устройства на зданиях, сооружениях, линиях связи, линиях электропередачи, радиотехническом оборудовании и других объектах. Маркировка включает в себя светоограждение, которое является ещё одним из видов дополнительного освещения. Организация и порядок размещения светоограждения описывается в Федеральных авиационных правилах «Размещение маркировочных знаков и устройств на зданиях, сооружениях, линиях связи, линиях электропередачи, радиотехническом оборудовании и других объектах, устанавливаемых в целях обеспечения безопасности полетов воздушных судов», утвержденными в соответствии со статьей 51 Воздушного кодекса Российской Федерации.

В качестве дополнительных могут рассматриваться требования к освещенности мест пребывания маломобильных групп населения. Эти требования отражены в СП 59.13330.2020 «Свод правил. Доступность зданий и сооружений для маломобильных групп населения. СНиП 35-01-2001», утверждённый приказом Минстроя России от 30.12.2020 № 904/пр. Свод правил устанавливает уровень освещенности в местах, доступных для МГН: «отдыха на участке объекта, на входных площадках, в универсальных кабинах санузлов и душевых, на путях эвакуации, на открытых лестницах, пандусах и в пожаробезопасных зонах, в местах изменения уклонов пандусов, для наземных пешеходных переходов (через проезжую часть), для остановочных пунктов наземного пассажирского транспорта». Часть этих требований обязательного, остальное добровольного применения – СП 59.13330.2020 входит в оба перечня: Перечень документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» и Перечень национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

Дополнительны требования могут быть приведены в задании на проектирование. Существуют нормативы по освещенности, не имеющие прямой связи с обязательными документами. Есть ещё и стандарты организаций (ведомственные нормы), они содержат необходимую информацию. Общая схема дополнительных требований показана на рис. 4.

Рис. 4. Схема взаимосвязей документов, определяющих дополнительные требования по освещенности

Ограничения на системы освещения

Ограничениями являются требования к источникам освещения, не затрагивающие уровень освещенности. В первую очередь, это требования к электрическим характеристикам, требования энергетической эффективности. Ограничения, приведенные в СП 52.13330: по цветовым характеристикам (приложения И, К) и по удельной установленной мощности (таблица 7.2, 7.4).

Основы энергоэффективности заложены в Федеральном законе от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности». Одно из требований в части освещения заложено в тексте закона – в части 8 статьи 10 вводятся ограничения на использование ламп накаливания – в настоящее время «не допускается закупка ламп накаливания для обеспечения государственных или муниципальных нужд, а лампы 100 Вт и более не допускаются к обращению». В соответствии со статьей 48 Федеральном законе от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» утверждены требования к осветительным устройствам и электрическим лампам.

Постановление Правительства РФ от 24.12.2020 № 2255 «Об утверждении требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в целях освещения» устанавливает требования к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в целях освещения (практически только основного освещения). Постановление устанавливает ограничения по минимальным нормированным значениям световой отдачи и требования к эксплуатационным характеристикам ламп (коэффициент мощности лампы, общий индекс цветопередачи, коэффициент пульсации светового потока) и светильников (нормированные значения световой отдачи, коэффициент мощности светильника).

В рамках полномочий Правительства Российской Федерации в части энергосбережения и в соответствии с подпунктом 5 пункта 1 статьи 67, подпунктом 4 пункта 1 статьи 259_3 и пунктом 21 статьи 381 Налогового кодекса Российской Федерации утверждён постановлением Правительства Российской Федерации от 17.06.2015 № 600 «Перечень объектов и технологий, которые относятся к объектам и технологиям высокой энергетической эффективности». Типов источников света в Перечне нет, однако шинопроводы низкого напряжения, используемые для освещения, относятся к объектам высокой энергетической эффективности (что дает право на некоторые льготы).

Ограничения схематично изображены на рисунке 5. Кроме ограничений, накладываемых на систему освещения, для обеспечения рационального расходования электроэнергии и создания комфортного освещения в общественных и производственных зданиях при проектировании допускается применение осветительных установок с динамическим управлением и использованием датчиков движения (присутствия) и освещенности. Принципы управления определены в разделе 7.3.9 СП 52.13330 «Динамическое освещение».

Рис. 5. Требования энергетической эффективности к освещению

Заключение

Оптимальный выбор характеристик систем освещения сопровождается анализом большого количества взаимосвязанных документов. Для осознанного выбора освещенности требуется понимать диапазон допустимых значений и ограничения, накладываемые технологическими особенностями объекта. Изучение нормативных документов позволяет использовать информационную составляющую и доказательную базу решений для оптимального пути достижения результата.