Что такое коэффициент запаса и почему теперь MF
Освещённость установки падает с первого дня работы: источники теряют поток, часть их выходит из строя, оптика и поверхности помещения загрязняются. Чтобы к моменту очередного обслуживания освещённость не опустилась ниже нормы, в расчёт закладывают запас.
В СНиП 23-05-95 и старых программах это коэффициент запаса Кз — множитель больше единицы, на который умножают норму. СП 52.13330.2016 перешёл на коэффициент эксплуатации MF (maintenance factor): по п. 3.36 это отношение освещённости в конце установленного срока эксплуатации к освещённости в начале, число меньше единицы. По примечанию к п. 3.36 они связаны как MF = 1/Кз.
Eначальная = Eнормируемая / MF (то же самое: Eначальная = Eнормируемая × Кз)
MF = 0,75 → Кз = 1,33
MF = 0,63 → Кз = 1,59
MF = 0,50 → Кз = 2,00
Для офиса с нормой 500 лк и MF = 0,75 установка должна давать в день пуска около 667 лк, чтобы через год-два, к очередной чистке, оставалось не меньше 500.
Не удваивайте запас
Формулы «через Кз» и «через MF» описывают одни и те же потери. Умножать на Кз и одновременно делить на MF нельзя — установка получится завышенной на 30–100 %, что переплачивается и в светильниках, и в электроэнергии.
Из чего складывается MF
По формуле (3.7) СП 52 коэффициент эксплуатации — произведение четырёх независимых составляющих:
MF = MFсп × MFви × MFоп × MFп
| Составляющая | Что учитывает | Откуда брать данные |
|---|---|---|
| MFсп | Спад светового потока источников света | Паспорт светильника: L70 / L80 / L90 при указанном сроке и температуре (методика IEC 62717, в РФ — ГОСТ Р 56230-2014) |
| MFви | Выход источников из строя | Доля отказов за межремонтный период; для LED — по данным изготовителя, для ламп — по их ресурсу и схеме замены |
| MFоп | Загрязнение и старение оптики светильника | Среда (пыль, дым, копоть, пары), конструкция и степень защиты прибора, число чисток в год |
| MFп | Загрязнение поверхностей помещения | Отделка, характер производства, график уборки |
Именно поэтому «L70 = 50 000 часов» из каталога — не MF: это только одна составляющая, и только при указанной в паспорте температуре и режиме. Для светодиодного светильника нельзя автоматически считать потерю равной 30 %: качественный прибор с L90 на расчётный срок теряет меньше, дешёвый с перегретой платой — больше, а грязь на рассеивателе от технологии не зависит.
Почему освещённость падает
Спад потока источников. У светодиодов он плавный и определяется температурой кристалла; паспортные L-значения задают, какая доля потока сохранится к заданному сроку. У люминесцентных, ртутных и натриевых ламп спад заметнее и наступает быстрее — ориентируйтесь на паспорт лампы, а не на срок службы светильника.
Загрязнение оптики. В чистом офисе слой пыли на рассеивателе за год почти незаметен, в кузнечном или литейном цехе он снимает десятки процентов потока за месяцы. Поэтому таблица 4.3 привязывает MF не только к среде, но и к числу чисток в год и к конструкции светильника.
Загрязнение помещения. Тёмные от копоти стены и потолок отражают меньше, снижается коэффициент использования установки. В расчёте по методу коэффициента использования это учитывают через MFп и через реальные, а не «свежие» коэффициенты отражения.
Таблица 4.3 СП 52.13330.2016
Табличный MF зависит от среды и от эксплуатационной группы светильника по приложению Д: группу определяют по конструктивно-светотехнической схеме прибора (открытый, с рассеивателем, закрытый со степенью защиты) и по твёрдости оптических материалов; изготовитель обычно указывает её в паспорте. Значения для искусственного освещения (в числителе MF, в знаменателе — число чисток светильников в год):
| Помещения и территории | Примеры | Группы 1–4 | Группы 5–6 | Группа 7 |
|---|---|---|---|---|
| Производственные, свыше 5 мг/м³ пыли, дыма, копоти | Агломерационные фабрики, цементные заводы, обрубные отделения литейных цехов | 0,50 / 18 | 0,59 / 6 | 0,63 / 4 |
| Производственные, от 1 до 5 мг/м³ | Кузнечные, литейные, мартеновские цехи, сборный железобетон | 0,56 / 6 | 0,63 / 4 | 0,63 / 2 |
| Производственные, менее 1 мг/м³ | Инструментальные, сборочные, механосборочные, пошивочные цехи | 0,67 / 4 | 0,71 / 2 | 0,71 / 1 |
| Производственные со значительными концентрациями паров кислот, щелочей, газов | Химические цехи, гальваника, электролиз | 0,56 / 6 | 0,63 / 4 | 0,63 / 2 |
| Общественные и жилые: пыльные, жаркие, сырые | Горячие цехи общепита, охлаждаемые камеры, прачечные, душевые | 0,59 / 2 | 0,63 / 2 | 0,63 / 2 |
| Общественные и жилые: нормальные условия среды | Кабинеты, офисы, жилые комнаты, учебные помещения, лаборатории, читальные и торговые залы | 0,71 / 2 | 0,71 / 1 | 0,71 / 1 |
| Территории с большим количеством пыли (более 1 мг/м³) | Металлургические, химические, горнодобывающие предприятия, ж/д станции | 0,67 / 4 | 0,67 / 4 | 0,67 / 4 |
| Территории с малым количеством пыли | Прочие промышленные предприятия, общественные здания | 0,67 / 2 | 0,67 / 2 | 0,67 / 2 |
| Населённые пункты | Улицы, площади, дороги, жилые районы, парки, пешеходные тоннели, фасады | 0,63 / 2 | 0,67 / 2 | 0,67 / 1 |
| Транспортные тоннели | — | — | 0,59 / 2 | 0,59 / 2 |
Для производственных помещений с особым режимом чистоты воздуха таблица даёт 0,77 при обслуживании светильников с технического этажа (4 чистки) и 0,71 при обслуживании снизу (2 чистки).
Примечания к таблице, которые меняют результат:
- Примечание 4. Для световых приборов со светодиодами табличный MF умножают на 1,05. Офис: 0,71 × 1,05 ≈ 0,75; пыльный цех с закрытыми светильниками группы 7: 0,63 × 1,05 ≈ 0,66.
- Примечание 2. Для групп 1–4 при односменной работе значения для производств с пылью 1–5 мг/м³ и с агрессивными парами увеличивают на 0,2, для производств с пылью менее 1 мг/м³ — на 0,1; при двухсменной работе — на 0,15 для пыли 1–5 мг/м³ и паров.
- Примечание 5. Допускается расчётный коэффициент эксплуатации.
Таблица и обслуживание неразделимы
- Нельзя взять MF из столбца более высокой эксплуатационной группы, чем у выбранного светильника.
- Нельзя сохранить табличный MF, если чистить светильники будут реже, чем указано в таблице.
- Если 18 чисток в год нереальны, меняют не число в расчёте, а светильник: закрытый прибор группы 7 даёт 0,63 при 4 чистках.
Формула количества светильников
Для метода коэффициента использования со световым потоком всего светильника:
N = (E × S) / (Ф × η × MF)
где E — нормируемая (поддерживаемая) освещённость, лк; S — площадь, м²; Ф — начальный световой поток одного светильника, лм; η — коэффициент использования; MF — коэффициент эксплуатации. В записи через Кз та же формула выглядит как N = (E × S × Кз) / (Ф × η). Пошаговый разбор метода — в статье Как рассчитать количество светильников.
Пример 1: офис
- Площадь 300 м², норма по таблице Л.1 СП 52 — 500 лк
- Светодиодная панель 4000 лм, группа светильников 1–4, чистка 2 раза в год
- η = 0,55 (светлая отделка, высота 3 м)
- MF = 0,71 × 1,05 ≈ 0,75
N = (500 × 300) / (4000 × 0,55 × 0,75)
N = 150 000 / 1 650 = 90,9 → 91 светильник
Без коэффициента эксплуатации получилось бы 150 000 / 2 200 = 68,2 → 69 светильников: в день приёмки норма есть, через год-два освещённость уходит к 370–400 лк, и установка перестаёт соответствовать проекту.
Пример 2: литейный участок
- Площадь 60 × 24 = 1440 м², работа разряда VI — 200 лк при общем освещении (таблица 4.1 СП 52)
- Пыль 1–5 мг/м³, закрытые светильники группы 5–6: MF = 0,63 при 4 чистках в год, для LED — 0,63 × 1,05 ≈ 0,66
- Светильник 20 000 лм, η = 0,50
N = (200 × 1440) / (20 000 × 0,50 × 0,66)
N = 288 000 / 6 600 = 43,6 → 44 светильника
С открытыми светильниками группы 1–4 в той же среде MF = 0,56 × 1,05 ≈ 0,59 и 6 чисток в год: N = 288 000 / 5 900 = 48,8 → 49 светильников плюс вдвое больше обслуживания. Закрытый прибор с IP65 здесь выгоднее уже на стадии проекта.
Дробный результат всегда округляют вверх: 90 светильников до нормы не добирают. После оценки количества установку проверяют точечным расчётом по IES-файлам — среднюю и минимальную освещённость, равномерность, UGR; это делает наш 3D-калькулятор.
Расчётный MF и функция постоянного светового потока
Расчётный метод по формуле (3.7) оправдан, когда:
- изготовитель даёт подтверждённые данные о сохранении потока и доле отказов на расчётный срок;
- светильник работает с функцией постоянного светового потока (CLO): драйвер постепенно поднимает ток, компенсируя спад, и по п. 4.4а составляющую MFсп принимают равной 1,00;
- режим работы или график чистки сильно отличается от табличных условий.
Даже при CLO остальные составляющие никуда не исчезают: грязный рассеиватель и закопчённый потолок драйвер не компенсирует. Для расчётного MF запрашивайте у поставщика: L-значение при расчётном сроке и температуре, долю отказов, эксплуатационную группу, рекомендуемую периодичность чистки — и фиксируйте это в проекте.
График обслуживания как часть проекта
Число чисток из таблицы 4.3 — не справочная цифра, а условие, при котором MF действителен. Практические ориентиры:
| Объект | Чисток в год по таблице 4.3 | Что записать в эксплуатационную документацию |
|---|---|---|
| Офисы, школы, торговля | 1–2 | Чистка рассеивателей при плановой уборке, контроль освещённости раз в год |
| Цехи с пылью менее 1 мг/м³ | 1–4 | Чистка светильников по графику ППР, замер освещённости после чистки |
| Цехи с пылью 1–5 мг/м³ | 2–6 | Закрытые светильники, доступ для чистки без остановки линии |
| Цехи с пылью свыше 5 мг/м³ | 4–18 | Только закрытые приборы группы 7, регламент чистки в технологической карте |
| Улицы, территории | 1–4 | Чистка при сезонном обслуживании опор |
Измерения освещённости при приёмке и в эксплуатации выполняют по ГОСТ 24940-2016 (п. 4.6 СП 52): именно они показывают, работает ли принятый MF на практике.
Распространённые ошибки
- Двойной учёт — умножить на Кз и разделить на MF.
- «Кз для LED = 1,4» без среды и графика. Фиксированного коэффициента для технологии нет: есть таблица 4.3 с поправкой 1,05 или расчёт.
- MF из чужого столбца. Открытый светильник группы 1–4 не получает 0,63 группы 7.
- L70 вместо MF. Паспортный спад потока — одна из четырёх составляющих.
- Обслуживание не заложено. Если чистить некому, надо менять светильник и MF, а не надеяться на запас.
- Проверка только начальной освещённости. Норма относится к поддерживаемой освещённости на весь срок эксплуатации (п. 4.1 СП 52).
Заключение
- По СП 52.13330.2016 запас учитывают коэффициентом эксплуатации MF; Кз = 1/MF — та же величина в старой записи.
- Табличный MF берут из таблицы 4.3 по среде и эксплуатационной группе светильника вместе с числом чисток в год; для светодиодов — умножить на 1,05.
- Уменьшить запас можно только расчётом по формуле (3.7) с данными изготовителя; при CLO составляющая спада потока равна 1,00.
- Закрытый светильник с высокой эксплуатационной группой в грязной среде экономит и приборы, и обслуживание.
- График чистки — часть проекта: без него MF не выполняется.
Светильники с высокой степенью защиты для пыльных и агрессивных сред — в разделе промышленные светильники; проверить установку с учётом MF можно в 3D-калькуляторе.