Введение
Цилиндрическая освещенность — это важнейшая фотометрическая характеристика, которая отражает насыщенность помещения светом с учётом восприятия вертикальных поверхностей и объёмного распределения излучения. В отличие от горизонтальной освещённости на рабочей плоскости она позволяет объективно оценивать зрительный комфорт в местах длительного пребывания людей.
Особое значение цилиндрическая освещенность имеет для офисов, учебных классов, медицинских кабинетов и производственных помещений: она минимизирует резкие тени на лицах, снижает утомляемость глаз и улучшает условия проведения видеоконференций. Нормативные документы устанавливают минимальные уровни цилиндрической освещенности для обеспечения безопасности и высокой эффективности труда.
В статье рассмотрены определение, физический смысл, нормативная база, методы расчёта и практического измерения цилиндрической освещенности, а также рекомендации по её обеспечению с помощью люксметров из каталога.
1. Что такое цилиндрическая освещенность: определение и физический смысл
Цилиндрическая освещенность определяется как средняя плотность светового потока на поверхности воображаемого вертикального цилиндра малого радиуса и высоты, расположенного в контрольной точке. Она характеризует общую насыщенность пространства светом со всех азимутальных направлений вокруг вертикальной оси.
Физически цилиндрическая освещенность представляет собой интегральную величину вертикальной освещенности по полному кругу. Это позволяет количественно оценить тенеобразующий эффект осветительной установки и равномерность распределения света в объёме помещения. Измеряется цилиндрическая освещенность в люксах (лк) и является обязательным параметром при оценке качества искусственного и комбинированного освещения.
2. Отличия цилиндрической освещенности от горизонтальной и вертикальной
Горизонтальная освещенность измеряется на рабочей поверхности (столе, полу) и нормируется для выполнения зрительных задач. Она показывает количество света, падающего на горизонтальную плоскость, но не учитывает освещение боковых поверхностей.
Вертикальная освещенность фиксируется на одной вертикальной плоскости (стена, экран) и важна для оценки контраста и бликов, однако отражает свет только с одного направления.
Цилиндрическая освещенность усредняет вертикальную освещенность по четырём взаимно перпендикулярным плоскостям, создавая объёмную картину освещения. Благодаря этому она лучше всего коррелирует с субъективным ощущением комфорта. При высокой горизонтальной освещенности, но низкой цилиндрической освещенности помещение может казаться «плоским» и вызывать быстрое зрительное утомление.
| Характеристика | Горизонтальная освещенность | Вертикальная освещенность | Цилиндрическая освещенность |
|---|---|---|---|
| Плоскость измерения | Горизонтальная | Одна вертикальная | Усреднение по цилиндру |
| Что оценивает | Яркость на столе | Контраст на стене | Насыщенность пространства |
| Влияние на тени | Слабое | Среднее | Сильное |
| Нормирование в помещениях | Основное | Дополнительное | Для качества света |
3. Нормативная база: требования ГОСТ 24940-2016 и связанных документов
Основным документом, регламентирующим методы измерения цилиндрической освещенности, является ГОСТ 24940-2016 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности». Пункт 3.13 даёт определение, раздел 5.7 устанавливает правила размещения контрольных точек (не менее пяти точек на высоте 1,5 м над полом, равномерно по помещению, не ближе 1 м от стен).
Пункт 6.1.6 описывает два способа измерения: с помощью специальной насадки или путём четырёх измерений вертикальной освещенности во взаимно перпендикулярных плоскостях с последующим усреднением.
Нормируемые значения приведены в СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение» (таблица 4.2). Для помещений разряда А (очень высокой точности) цилиндрическая освещенность должна быть не ниже 150 лк, разряда Б — 100 лк, разряда В — 50 лк. В офисных и административных помещениях минимальный уровень обычно составляет 75–100 лк. Стандарт также требует коэффициента отражения стен не менее 40 % и потолка не менее 50 %.
4. Роль цилиндрической освещенности в оценке качества света в помещении
Цилиндрическая освещенность напрямую влияет на зрительный комфорт, минимизируя резкие тени на лицах собеседников и обеспечивая естественное восприятие цвета кожи. При значениях ниже нормативных сотрудники быстрее устают, снижается концентрация внимания и возрастает вероятность ошибок.
В учебных классах достаточная цилиндрическая освещенность улучшает восприятие материала. В медицинских кабинетах она способствует точной цветопередаче при осмотрах. На рабочих местах с компьютерами и видеоконференциями цилиндрическая освещенность снижает блики на экранах и обеспечивает естественный вид участников на камере. При уровне ниже 50 лк утомляемость глаз возрастает на 30–40 % уже через 2–3 часа работы.
Цилиндрическая освещенность также служит индикатором энергоэффективности: избыточная горизонтальная освещенность при низкой цилиндрической освещенности говорит о нерациональном размещении светильников.
5. Методы расчета цилиндрической освещенности
Приближённая формула для практических измерений:
E_ц = (E_в1 + E_в2 + E_в3 + E_в4) / 4где E_в1, E_в2, E_в3, E_в4 — вертикальная освещенность в четырёх взаимно перпендикулярных плоскостях.
Пример: в контрольной точке получены значения 120 лк, 110 лк, 130 лк и 115 лк. Тогда цилиндрическая освещенность составляет (120 + 110 + 130 + 115)/4 = 118,75 лк, что соответствует норме для высокой точности работ.
6. Практическое измерение цилиндрической освещенности
Измерение проводят согласно ГОСТ 24940-2016 после стабилизации освещения не менее 30 минут. Контрольные точки размещают равномерно на высоте 1,5 м. Измерения выполняют в тёмное время суток или при занавешенных окнах.
В каждой точке проводят четыре вертикальных измерения, поворачивая датчик на 90°. Среднее арифметическое даёт значение цилиндрической освещенности. Результаты фиксируют и сравнивают с нормативными значениями.
7. Обзор моделей люксметров из каталога, подходящих для измерения цилиндрической освещенности
Для измерения цилиндрической освещенности подходят люксметры с широким диапазоном, хорошей точностью, подсветкой дисплея и возможностью фиксации показаний. Ниже приведена сравнительная таблица по одной модели от каждого бренда:
| Модель | Диапазон, лк | Точность | Выносной датчик / поворотный сенсор | Bluetooth / USB | Подсветка | Удобство для цилиндрической освещенности |
|---|---|---|---|---|---|---|
| МЕГЕОН 21380 | 0–200 000 | ±3 % | Да | Bluetooth | Да | Отличное |
| Testo 545 | Широкий | Высокая | Выносной | Bluetooth | Да | Профессиональное |
| UNI-T UT383S | До 200 000 | ±4 % | Да | Bluetooth | Да | Удобное |
| RGK LM-20 | До 200 000 | ±5 % | Да | Нет | Да | Компактное |
8. Типичные ошибки при измерении и как их избежать
Частые ошибки: измерение без стабилизации света, попадание тени оператора на датчик, неправильная высота прибора и выполнение измерений только в одном направлении.
Избежать их помогает работа в тёмное время суток, использование штатива, фиксация показаний кнопкой HOLD и обязательное выполнение четырёх поворотов датчика в каждой точке.
9. Практические рекомендации по обеспечению нормативной цилиндрической освещенности в разных типах помещений
В офисах рекомендуется равномерное размещение светильников и контроль цилиндрической освещенности на уровне не ниже 100 лк. В учебных классах минимальный уровень — 75 лк с акцентом на доску. В медицинских кабинетах и производственных зонах используют комбинированное освещение и регулярно проверяют цилиндрическую освещенность.
Регулярный контроль с помощью люксметров из каталога и своевременная корректировка осветительной установки позволяют поддерживать нормативные значения и обеспечивать высокий зрительный комфорт.
Заключение
Цилиндрическая освещенность — один из главных показателей качества света в помещении, напрямую влияющий на зрительный комфорт, производительность и безопасность людей. Соблюдение требований ГОСТ 24940-2016 и СП 52.13330.2016 с помощью точных люксметров позволяет создавать оптимальные условия освещения на любом объекте.
Чтобы быстро проверить соответствие нормам на объекте, стоит заказать прибор для измерения параметров света в нашем интернет магазине.
Материал подготовил технический директор НПП "КИПОФФ" Березин Александр Сергеевич