1. Введение
Освещенность — ключевой параметр, определяющий количество светового потока, приходящего на единицу площади поверхности, и измеряемый в люксах (лк). Правильное измерение освещенности необходимо для обеспечения безопасных и комфортных условий труда, соответствия требованиям охраны труда, санитарных норм и энергетической эффективности осветительных установок.
Цифровой люксметр является основным инструментом для прямого определения этого показателя. В каталоге контрольно-измерительных приборов представлены модели люксметров, которые позволяют выполнять измерения в диапазоне от 0,1 до 200 000 лк с высокой точностью.
Настоящая статья подробно описывает методику измерений в соответствии с межгосударственным стандартом ГОСТ 24940-2016 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности», нормами СП 52.13330.2016 и ГОСТ Р 55710-2013. Материал содержит теоретические основы, требования к приборам, порядок подготовки и проведения измерений, обработку результатов, таблицы нормативных значений, сравнение моделей люксметров и практические рекомендации для специалистов по охране труда, энергетиков и эксплуатационников.
2. Теоретические основы фотометрии и освещенности
Фотометрия изучает количественные характеристики света с учетом восприятия его человеческим глазом. Основные световые величины и их взаимосвязи представлены ниже.
| Величина | Обозначение | Единица измерения | Формула определения | Пояснение |
|---|---|---|---|---|
| Сила света | J | кандела (кд) | — | Интенсивность источника в данном направлении |
| Световой поток | Φ | люмен (лм) | Φ = J × Ω | Общий световой поток от источника |
| Освещенность | E | люкс (лк) | E = dΦ / dσ | Световой поток на единицу площади |
| Яркость | L | кд/м² | L = dJ / (dσ × cos i) | Сила света с единицы площади |
| Цилиндрическая освещенность | Eц | люкс (лк) | Среднее по вертикальным плоскостям | Оценка равномерности пространства |
Для точечного источника освещенность рассчитывается по формуле:
E = (J × cos i) / R², где i — угол падения лучей, R — расстояние от источника.
На практике измерения выполняются люксметром. Фотоприемник должен иметь спектральную чувствительность, близкую к кривой V(λ) с максимумом на 555 нм. Дополнительно оцениваются равномерность освещенности U₀ = Eмин / Eср, коэффициент пульсации и коэффициент естественной освещенности (КЕО).
3. Нормативная база
Методика опирается на следующие документы:
- ГОСТ 24940-2016 — методы измерения освещенности в зданиях и сооружениях;
- СП 52.13330.2016 — нормы естественного, искусственного и совмещенного освещения;
- ГОСТ Р 55710-2013 — нормы освещения рабочих мест внутри зданий.
| Вид помещения / разряд зрительных работ | Нормируемая средняя освещенность, лк | Равномерность U₀ | Коэффициент пульсации, % |
|---|---|---|---|
| Офисы, административные помещения | 300–500 | 0,7 | 10–20 |
| Производственные цеха точных работ | 750–1000 | 0,7 | 10 |
| Грубые работы | 200–300 | 0,4 | 20 |
| Учебные классы | 400–500 | 0,7 | 10 |
| Эвакуационные пути | 1–5 | — | — |
4. Требования к средствам измерений (люксметрам)
Люксметр должен иметь относительную погрешность не более 10 % (с учетом спектральной коррекции) и действующее свидетельство о поверке.
| Модель | Диапазон, лк | Погрешность | Основные функции | Выносной датчик | Bluetooth / USB |
|---|---|---|---|---|---|
| МЕГЕОН 21380 | 0–200 000 | ±3–4 % | Max/Min, запись, температура, Bluetooth | Да | Bluetooth |
| МЕГЕОН 21020 | 0–200 000 | ±4 % | Автокалибровка, HOLD | Да | — |
| МЕГЕОН 21130 | 0–200 000 | ±3 % | PEAK, HOLD, выбор диапазона | Да | — |
| МЕГЕОН 21005 | 0–200 000 | ±3 % | Два режима записи | Да | — |
| МЕГЕОН 21200 | 0–200 000 | ±3–4 % | Память до 1900 значений, USB | Поворотный | USB |
| UNI-T UT383S | 0–200 000 | ±4 % | Bluetooth, Max/Min | Нет | Bluetooth |
| Testo 545 | 0–100 000 | ±3 % | Bluetooth, приложение, усреднение | Да | Bluetooth |
| RGK LM-20 | 0–200 000 | ±4 % | HOLD, Max/Min, подсветка | Нет | — |
5. Подготовка к измерениям
| Тип измерения | Минимальное количество точек | Правила размещения |
|---|---|---|
| Минимальная освещенность | 5 | Центр, под светильниками, между ними, на расстоянии 0,15–0,25L от стен |
| Средняя освещенность | По площади помещения | Равномерная сетка |
| Цилиндрическая освещенность | Равномерно | На высоте 1,5 м, в четырёх направлениях |
| Коэффициент естественной освещенности (КЕО) | На характерном разрезе | Первая и последняя точки — в 1 м от стен |
Подготовка включает очистку светильников, замену перегоревших ламп, проверку напряжения сети и исключение посторонних теней на датчик.
6. Порядок проведения измерений
- Искусственное освещение
Включить все рабочие светильники. Установить датчик горизонтально на рабочей поверхности (0,8–1,0 м). Зафиксировать стабилизированные показания (режим HOLD). Измерить напряжение в начале и конце серии замеров. - Естественное освещение и КЕО
Выполнять при сплошной облачности. Одновременно измерять внутреннюю и наружную освещенность. Рассчитать КЕО = (Eвн / Eнар) × 100 %. - Совмещенное освещение
Измерять сначала общее, затем общее + местное освещение.
7. Обработка результатов и оценка соответствия
После завершения всех замеров переходят к обработке данных. Один из главных показателей — средняя освещенность (Eср).
Пошаговый расчёт средней освещенности
- Соберите все измеренные значения освещенности (Eᵢ) в каждой контрольной точке.
- Просуммируйте все значения: ∑ Eᵢ = E₁ + E₂ + … + Eₙ
- Разделите сумму на количество точек:
Eср = ∑ Eᵢ / n, где n — число контрольных точек. - Определите минимальную освещенность (Eмин) — самое маленькое значение.
- Рассчитайте равномерность освещенности:
U₀ = Eмин / Eср
Пример расчёта
В офисе 6 × 8 м сделано 9 замеров люксметром МЕГЕОН 21020:
| № точки | Место измерения | Освещенность E, лк |
|---|---|---|
| 1 | Центр комнаты | 480 |
| 2 | Под светильником № 1 | 520 |
| 3 | Между светильниками | 410 |
| 4 | У окна | 450 |
| 5 | Рабочий стол 1 | 390 |
| 6 | Рабочий стол 2 | 460 |
| 7 | У стены (левая) | 380 |
| 8 | У стены (правая) | 420 |
| 9 | Центр рабочей зоны | 470 |
Сумма = 3980 лк
n = 9
Eср = 3980 / 9 = 442 лк
Eмин = 380 лк
U₀ = 380 / 442 ≈ 0,86 (отлично)
| Показатель | Значение | Норма (офис) | Соответствие |
|---|---|---|---|
| Средняя освещенность Eср | 442 лк | 300–500 лк | Соответствует |
| Минимальная освещенность | 380 лк | — | Соответствует |
| Равномерность U₀ | 0,86 | ≥ 0,7 | Соответствует |
8. Практические рекомендации и типичные ошибки
| Ошибка | Последствия | Способ устранения |
|---|---|---|
| Тень оператора на фотодатчик | Занижение показаний на 10–30 % | Стойте сбоку от датчика |
| Измерение без разделения видов освещения | Переоценка результатов | Разделять искусственное и естественное |
| Недостаточное число контрольных точек | Недостоверные выводы | Следовать ГОСТ 24940-2016 |
| Неправильная ориентация датчика | Дополнительная погрешность | Датчик строго параллельно поверхности |
Рекомендуется проводить измерения искусственного освещения в темное время суток и регулярно поверять приборы.
9. Особенности измерений на различных объектах
- Офисы и административные помещения — основной акцент на рабочих столах на высоте 0,8 м.
- Производственные цеха — учет разряда зрительных работ и наличия крупного оборудования.
- Учебные заведения — равномерность освещения на партах и досках.
- Открытые территории — измерение средней освещенности по равномерной сетке.
10. Заключение
Соблюдение методики измерения освещенности, изложенной в ГОСТ 24940-2016 и связанных нормативных документах, обеспечивает точные и воспроизводимые результаты. Регулярный контроль с помощью профессиональных люксметров из каталога позволяет своевременно выявлять отклонения, оптимизировать энергопотребление и гарантировать безопасность людей. Структурированный подход от подготовки плана точек до оформления протокола является основой эффективной эксплуатации любых осветительных систем.
Материал подготовил технический директор НПП "КИПОФФ" Березин Александр Сергеевич