Светотехнический расчёт наружного освещения: от чего зависит, методы и что нужно для расчёта

На что отвечает расчёт и из чего он состоит

Светотехнический расчёт отвечает на один вопрос: лежат ли на расчётной поверхности нормируемые уровни и с каким запасом. Результат состоит из расстановки опор, типа и мощности приборов и таблицы значений в расчётных точках. Без него высоту опоры, вылет консоли и количество приборов на ней подбирают на глаз.

Порядок всегда такой: норма для объекта, геометрия (план, ширины, высоты), фотометрия прибора и запас, и только потом числа. Сами нормируемые уровни для улиц, дворов, площадок и стоянок собраны в статье о нормируемых уровнях освещённости.

Для производителя опор расчёт ещё и источник данных: из него берут высоту светового центра, вылет и наклон консоли, количество и массу приборов на каждой опоре. От этого зависят сечение ствола и фундамент, об этом в статье проектирование опор освещения.

Исходные данные

Расчёт не лучше исходных данных. Ниже то, что нужно, и почему каждая строка влияет на результат.

Что лежит в фотометрическом файле

Файл формата .ldt или .ies — это таблица силы света прибора в канделах по направлениям: углам вокруг прибора и от вертикали. Рядом в файле паспортные данные: поток, мощность, размеры. Форматы разные, а суть одна, и какой брать, решает то, что читает расчётная программа.

Файл должен принадлежать именно той модификации, которую закупают. У светильников одного типа бывают варианты с разной оптикой и мощностью, и расчёт по чужому файлу ничего не стоит.

КПД светильника ДБН определяет как отношение полного потока светильника к сумме потоков его источников, измеренных вне его (п. 3.24). В паспорте светодиодного прибора обычно уже указан поток светильника, и умножать его на КПД второй раз нельзя. Если же расчёт идёт от потока модулей, КПД входит множителем. Это типичное место, где поток учитывают дважды или не учитывают совсем.

Что именно считают

Для разных объектов нормируют разные величины. Таблица показывает, что это за величина и где её норма.

Горизонтальная и вертикальная освещённость: где какая нужна

Горизонтальная отвечает на вопрос, сколько света ложится на землю. Вертикальная показывает, сколько его падает на человека, стоящего или идущего, на окно или фасад. Для тротуара в основном хватает первой. Для перехода, входа, рынка и проходов между рядами нужны обе.

На территории открытых рынков ДБН прямо ставит условие: отношение вертикальной освещённости к горизонтальной не менее 1:2, причём вертикальную берут в плоскости, поперечной оси проезда, на высоте 1,5 м, а горизонтальную на уровне покрытия (п. 8.5.28). На переходах вертикальную составляющую подбирают оптикой, об этом в статье об освещении пешеходных переходов.

Вертикальную освещённость ограничивают и со стороны соседей. На улицах категорий А и Б освещение всех видов не должно создавать на окнах жилых домов более 7 лк при норме яркости проезжей части 0,4 кд/м², 10 лк при норме 0,6–1,0 кд/м² и 20 лк при 1,2–2,0 кд/м²; на окнах больничных палат и спальных корпусов не более 5 лк (п. 8.5.37).

Яркость вместо освещённости

На асфальтобетоне и покрытиях, обработанных битумным вяжущим, проезжую часть нормируют яркостью, а на брусчатке, цементобетоне и плитах освещённостью (примечание 1 к табл. 8.27). Яркость зависит от того, как покрытие отражает свет в сторону водителя, поэтому вручную её не считают: нужны отражательные свойства покрытия для каждой пары направлений, а ДБН в определении п. 3.72 прямо называет и отражение, и рассеяние.

В практическом расчёте это значит, что для проезжей части с асфальтобетоном нужны программа и данные о покрытии. Показатели для расчёта рабочих параметров дорог даёт серия ДСТУ EN 13201, на которую ссылается библиография ДБН после Изменения № 1. Числа из неё мы здесь не переписываем.

Три метода расчёта

Методы отличаются тем, что они считают и насколько подробно. Для черновика расстановки хватает первого, для проверки минимума и вертикальной освещённости нужен второй, для сдачи проекта на улицу или дорогу почти всегда третий.

Коэффициент использования

Метод исходит из потока: какая его доля падает на расчётную полосу и на какой площади распределяется. Средняя эксплуатационная освещённость такая:

E(ср) = Φ · UF / (K(з) · w · s)

Здесь Φ — поток светильника (сумма потоков, если на опоре несколько приборов), UF — коэффициент использования, то есть доля потока, попавшая на полосу, K(з) — коэффициент запаса, w — ширина полосы, s — шаг опор вдоль полосы. UF берётся из таблицы в фотометрических данных прибора для нужной геометрии (ширина полосы, высота, положение относительно края). При шахматной расстановке шаг вдоль улицы равен половине шага с одной стороны, при осевой в сечении стоят две опоры, поэтому поток в числителе удваивают.

Удобно и в обратную сторону: из той же формулы получается наибольший шаг, при котором средняя освещённость ещё не ниже нормы, или нужный поток прибора для заданного шага. Это первая прикидка перед точечным расчётом.

Точечный метод

Метод берёт силу света из файла прибора в направлении на точку и делит на квадрат расстояния. Для горизонтальной поверхности и одной точки это выглядит так:

E(г) = Σ I(γ) · cos³γ / h²

I(γ) — сила света в направлении точки, γ — угол между вертикалью и этим направлением, h — высота светового центра над расчётной плоскостью; суммируют вклады всех приборов, освещающих точку. Для вертикальной поверхности, повёрнутой к прибору, вместо cos³γ стоит sin γ · cos²γ.

Точкой проверяют худшие места. На прямом участке это край полосы посередине между двумя опорами (минимум) и место под опорой (максимум). Метод не заменяет сетку, но даёт возможность проверить результат программы по нескольким точкам вручную, и такая выборочная проверка не лишняя.

Расчёт в программе

В программе на план накладывают опоры и приборы из файлов фотометрии, задают расчётную поверхность с сеткой точек, покрытие и запас. Она даёт значения в каждой точке, изолинии, E(ср), E(мин), равномерность, а для дорог ещё яркость и TI. Именно такая таблица идёт в проект.

Программа считает правильным то, что в неё ввели. Поэтому ответственность инженера в том, чтобы расстановка совпадала с чертежами, файл соответствовал закупаемому прибору, а запас и наклон были записаны явно. Что именно смотрят при вычитке, ниже в отдельном разделе.

Коэффициент запаса и спад светового потока

Новый прибор светит ярче, чем через пять лет. ДБН определяет коэффициент запаса K(з) как расчётный коэффициент, учитывающий снижение освещённости при эксплуатации из-за загрязнения и старения источников света и светильников (п. 3.21). В проектах наружного освещения его нужно учитывать (п. 8.5.9). Для светодиодных светильников его рассчитывают по приложению В, а степень защиты должна быть не ниже IP53 при условии чистки дважды в год.

Принцип в том, что расчёт выполняют на конец периода обслуживания. Начальная освещённость в K(з) раз выше нормативной, а норму сравнивают с эксплуатационным значением. Приложение В связывает K(з) с коэффициентом эксплуатации MF, который в зарубежной практике называют Maintenance Factor:

K(з) = 1 / MF, MF = LLMF · LSF · LMF · RSMF

Обозначение L80 B10 – 50 000 ч по примечанию 2 к табл. В.4 означает, что за 50 тыс. ч наработки поток светодиодных модулей или светильника составит не менее 80 % начального, а B10 — что 10 % модулей могут иметь поток ниже этой границы.

Как этим пользуются и где ловушка

Приложение В изложено по международному руководству по обслуживанию внутренних осветительных установок, поэтому таблицы В.5–В.8 составлены для помещений. На улице множитель RSMF берут равным единице, а класс чистоты и периодичность чистки проектировщик выбирает сам и записывает в расчёте. Если изготовитель светильника даёт собственные значения LLMF и LMF, их сопоставляют с приложением, а не подставляют молча.

Типичная ошибка: взять K(з) = 1,0 «для простоты». Тогда на бумаге норма выполняется, а через несколько лет на земле нет. Вторая ошибка — не указать в проекте периодичность чистки, на которую опирался расчёт: эксплуатирующая организация о ней не знает и чистит реже.

Другие значения, которые встречаются в нормах, разобраны в статье о нормируемых уровнях освещённости: для территорий предприятий коэффициент эксплуатации 0,67 (п. 8.3.7) и для спортивных установок с телетрансляцией коэффициент запаса, заданный в ДБН В.2.2-13.

Отдельно о снижении уровня ночью. Режим диммирования рассчитывают как отдельный режим. На парковых дорогах, пешеходных и велосипедных дорожках, автостоянках и проездах его не применяют (п. 8.5.59). Ночное отключение части светильников при однорядном расположении и одном светильнике на опоре ДБН вообще не допускает (п. 8.5.11).

Схемы расстановки, высота и шаг

Схем четыре: односторонняя, двусторонняя шахматная, двусторонняя осевая (опоры напротив) и центральная (по разделительной полосе). Практические соотношения ширины полосы, высоты и шага разобраны в статьях о высоте опоры и расстоянии между опорами.

Высота и шаг тянут результат в разные стороны. Освещённость под прибором в первом приближении падает как 1/h² (см. формулу точечного метода), поэтому поднять прибор значит потерять уровень под ним, но получить более длинное и широкое пятно. Меньший шаг поднимает минимум между опорами, увеличивает количество опор и приборов. Расчёт находит точку, где минимум и равномерность ещё проходят, а опор не больше, чем нужно: ДБН называет критерием оптимизации минимум мощности установки при выполнении нормируемых показателей (п. 8.5.17).

Что ещё ДБН ставит расстановке

• светильники располагают так, чтобы образованная ими линия ясно показывала направление дороги (п. 8.5.10);
• при размещении учитывают удобный подъезд для монтажа и обслуживания (п. 8.5.18);
• рост зелёных насаждений: предусматривают, чтобы кроны не экранировали световой поток (п. 8.5.38);
• нижняя граница высоты по условиям ослеплённости: для приборов с защитным углом менее 15° — по табл. 8.9, а на улицах категории В и в установках, нормируемых горизонтальной и полуцилиндрической освещённостью, эту таблицу прямо называет п. 8.5.60;
• минимальная высота над проезжей частью, пешеходными дорожками и площадями по ПУЭ — в статье о нормах освещения улиц и дорог.

Пример: пешеходный подход к корпусу во дворе

Пример небольшой и намеренно ручной, чтобы была видна механика. Прибор условный: реальную силу света даёт его файл, а не допущение.

Шаг 1. Запас

Наработку берём 50 000 ч. Из табл. В.4 для L80 B10 – 50 000 ч: LLMF = 0,85, LSF = 1. Из табл. В.5 для типа Е (IP5X) при чистке раз в полгода (так сформулировано условие п. 8.5.9) и классе чистоты N: LMF = 0,93. RSMF берём равным 1. Тогда MF = 0,85 × 1 × 0,93 × 1 = 0,79 (точнее 0,7905), а K(з) = 1 / 0,79 = 1,27.

Начальная средняя освещённость должна быть не менее 4 × 1,27 = 5,08 лк. Класс чистоты N в ДБН определён для помещений, так что это допущение проектировщика, и оно должно стоять в расчёте явно.

Шаг 2. Верхняя граница шага по средней освещённости

Сила света модели: I = Φ / (2π (1 − cos 75°)) = 2000 / (6,283 × 0,741) ≈ 429 кд. Доля потока, падающая на полосу 0–4 м от линии опор, по этой модели UF = 0,278, то есть 556 лм из 2000. Из обратной формы формулы: s ≤ Φ · UF / (w · E(нач)) = 556 / (4 × 5,08) ≈ 27,4 м.

Это верхняя граница только по средней освещённости. Держится ли равномерность, показывает следующий шаг.

Шаг 3. Точечный метод для шага 25 м

Берём шаг 25 м, то есть 5 высот подвеса. Для каждой точки E(г) = I · cos γ / r², где r² = d² + h², d — расстояние по горизонтали до прибора.

• под прибором (край полосы): cos γ = 1, E = I / h² = 429 / 25 ≈ 17,2 лк; соседние опоры в 25 м дают tg γ = 25 / 5 = 5, то есть γ = 78,7°, а это за границей конуса, и их вклад нулевой;
• дальний край полосы посередине между опорами: r² = 12,5² + 4² + 5² = 197,25, cos γ = 5 / 14,05 = 0,356, E = 429 × 0,356 / 197,25 ≈ 0,775 лк от каждой из двух соседних опор, вместе 1,55 лк;
• средняя освещённость: 556 / (4 × 25) = 5,56 лк; то же даёт сетка точек, посчитанная точечным методом, так что два метода совпадают.

При шаге 27 м E(мин) / E(ср) = 0,25, при 28 м уже 0,237. Значит, равномерность ограничивает шаг практически там же, где и средняя освещённость, а шаг 25 м оставляет запас.

Что в примере не проверено

Шаг 25 м получается за 5 высот подвеса, больше практического соотношения из статьи о расстоянии между опорами. Это следствие модели с резким обрезанием света за конусом. Реальный прибор с более мягкой кривой даст иную картину, поэтому правило из статьи остаётся ориентиром, а ответ даёт файл.

Не рассмотрены ослеплённость пешехода силой света под большими углами, вертикальная освещённость, концевые участки полосы, поворот дорожки, деревья и влияние консоли. Прибор с защитным углом менее 15° на высоте 5 м не прошёл бы по табл. 8.9 (полуширокое распределение, поток до 6000 лм требует 7,0 м). В модели угол ровно 15°, поэтому эта проверка снята, но в настоящем расчёте защитный угол читают из паспорта. Диммирование для пешеходной дорожки не применяется (п. 8.5.59).

Что проверяют при вычитке расчёта

Вычитка расчёта — не повторный расчёт, а перечень мест, где его чаще всего ломают. Первые пункты самые дешёвые в проверке.

• названы таблица и класс, по которым считали, а не просто «по ДБН»; для переходов, входов и стоянок применены собственные нормы (см. статьи о переходах и нормируемых уровнях);
• нормируемая величина соответствует покрытию: яркость на асфальтобетоне, освещённость на брусчатке, плитах и цементобетоне;
• расчётная поверхность совпадает с планом, а сетка точек достаточно частая, чтобы не пропустить минимум посередине между опорами и у краёв;
• позиции опор в расчёте совпадают с планом и ведомостью опор. Чаще всего расходятся так: считали на идеальном шаге, а на плане опору сдвинули из-за сетей или подъезда;
• высота, вылет и наклон консоли в расчёте те же, что в чертеже опоры;
• файл фотометрии принадлежит закупаемой модификации, а поток не учтён дважды через КПД;
• K(з) не равен единице, его составляющие и периодичность чистки записаны; эксплуатационные значения не спутаны с начальными;
• проверены среднее, минимум и равномерность вместе: среднее нередко выполняется за счёт яркого пятна под опорой, а между опорами остаётся темно;
• ослеплённость: защитный угол и высота по табл. 8.9, TI и сила света под большими углами на дорогах;
• вертикальная освещённость на окнах соседних домов и световое загрязнение там, где для них есть норма;
• деревья: расстановку проверяют с учётом крон через несколько лет;
• режим диммирования считали отдельно, а там, где он запрещён, не закладывали.

Что выдают в результате

Результат расчёта — не одна цифра, а пакет, с которым могут работать производитель опор и монтажники.

• план расстановки: позиции опор, высота светового центра, вылет, наклон и ориентация приборов;
• ведомость приборов: тип, модификация, мощность, поток, оптика, количество на каждой опоре. Она переходит в ведомость опор и мачт, об этом в статье о составе рабочих чертежей освещения;
• таблицы значений в точках сетки или изолинии: E(ср), E(мин), E(макс), равномерность, для дорог ещё яркость и TI;
• коэффициент запаса с составляющими и период чистки;
• таблица соответствия: показатель, требование, результат, пункт нормы;
• масса и парусность приборов на каждой позиции. По ним считают конструкцию опоры, а не по самому расчёту освещённости.

Что прислать нам для расчёта

Светотехнический расчёт по нормам мы выполняем сами, а опоры светильниками для улиц и дворов и мачты прожекторами комплектуем по запросу. Для расчёта нужны план с возможными местами опор, уровень освещённости или класс (категория улицы, класс соревнований), город и название объекта. Если плана ещё нет, достаточно эскиза с размерами.

Если у заказчика собственные требования или уже выбраны приборы, назовите их. В ответ присылаем расстановку, количество и мощность приборов, таблицу уровней освещённости и равномерность. Монтаж выполняет партнёрская строительная компания.

Ориентировочно прикинуть опору до расчёта можно в калькуляторе подбора опоры освещения. Город нужен и для ветровой нагрузки: см. ветровые районы Украины. О выборе прожекторной мачты читайте в статье Какую прожекторную мачту выбрать, общий перечень запроса — Как заказать опоры и мачты, а об услуге — на странице светотехнического расчёта.

Нормативы и действительность

ДБН В.2.5-28:2018 «Природное и искусственное освещение». По реестру e-construction.gov.ua статус «Действующий»; утверждён приказом Минрегиона от 03.10.2018 № 264. Изменение № 1 утверждено приказом Минразвития от 13.08.2025 № 1254 и действует с 01.01.2026. Пункты, формулы и таблицы этой статьи взяты из актуализированного текста с Изменением № 1 по состоянию на 25 октября 2026 года (раздел 3, п. 8.3.4, 8.5.x, табл. 8.9, 8.27–8.33, приложения В и Л).

ДБН Б.2.2-5:2011 «Благоустройство территорий»: п. 4.10 отсылает наружное освещение населённых пунктов к ДБН В.2.5-28 и ДБН В.2.3-5. Серия ДСТУ EN 13201 (части 1–5, принята как национальные стандарты в 2016 году) названа в библиографии ДБН В.2.5-28 после Изменения № 1; её числа здесь не воспроизведены, а какую редакцию стандарта принимает заказчик или экспертиза, проверяют перед ссылкой в проекте.

Числа примера (поток, сила света модели, UF) условные и предназначены только для показа арифметики; значения норм в нём взяты из перечисленных пунктов. Для проекта пользуются действующей редакцией норм и заданием на проектирование.