Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 59666-2021 "Освещение искусственное. Метод определения коэффициента эксплуатации осветительных установок" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 августа 2021 г. N 904-ст)

Artificial lighting. Method for determining the maintenance factor lighting installations

ОКС 91.160.01

Дата введения - 1 января 2022 г.
Введен впервые

Предисловие

1 Разработан Обществом с ограниченной ответственностью "Всесоюзный научно-исследовательский светотехнический институт им. С.И. Вавилова" (ООО "ВНИСИ")

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 332 "Светотехнические изделия, освещение искусственное"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 августа 2021 г. N 904-ст

4 Введен впервые

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на искусственное освещение и устанавливает метод определения коэффициента эксплуатации осветительных установок различного назначения.

Настоящий стандарт применяют при проектировании и эксплуатации осветительных установок.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 14254 (IЕС 60529:2013) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)

ГОСТ Р 55392 Приборы и комплексы осветительные. Термины и определения

ГОСТ Р 56228 Освещение искусственное. Термины и определения

ГОСТ Р 56230/IEC/PAS 62717:2011 Модули светодиодные для общего освещения. Эксплуатационные требования

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 55392 и ГОСТ Р 56228, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 вероятность выживания p _s: Вероятность продолжения работы компонента осветительного прибора (светильника и/или прожектора), например источника света, устройства управления, к определенному моменту времени.

3.2 вероятность отказа p _f: Вероятность внезапного выхода из строя компонента осветительного прибора (например, источника света, устройства управления).

3.3 график технического обслуживания: Документ, регламентирующий виды, последовательность и сроки выполнения технического обслуживания осветительной установки.

3.4 интервал обслуживания поверхностей (помещения): Планируемое время между восстановлением поверхностей помещения (стены и потолки), когда путем чистки или покраски этих поверхностей их отражающие свойства доводят до состояния, близкого к первоначальному.

3.5 интервал замены компонентов: Планируемое время между заменой одного или нескольких компонентов осветительных приборов (источников света, оптического и/или электротехнических блоков).

3.6 интервал чистки: Планируемое время между чистками осветительных приборов или их компонентов (источника света, отражателя, рассеивателя и т.п.).

3.7 коэффициент выживания f _s: Составляющая коэффициента эксплуатации, учитывающая спад светового потока в осветительной установке вследствие преждевременного выхода из строя источников света или осветительных приборов.

3.8 коэффициент загрязнения f _LM: Составляющая коэффициента эксплуатации, учитывающая спад светового потока в осветительной установке вследствие загрязнения оптических поверхностей источников света и/или осветительных приборов в процессе эксплуатации.

3.9 коэффициент обслуживания поверхностей f _SM: Составляющая коэффициента эксплуатации, учитывающая спад уровня освещения в осветительной установке вследствие загрязнения отражающих поверхностей помещения.

3.10 коэффициент сохранения светового потока f _LF: Составляющая коэффициента эксплуатации, учитывающая постепенный спад светового потока источников света или осветительных приборов со временем в связи с их старением.

3.11 коэффициент эксплуатации f _m: Эксплуатационный показатель осветительной установки, учитывающий снижение уровня освещения в осветительной установке в процессе ее эксплуатации в зависимости от характеристик применяемого светотехнического оборудования, условий окружающей среды и режима обслуживания осветительной установки.

3.12

осветительная система: Светотехническое оборудование (ИС, пускорегулирующая аппаратура, ОП и средства управления), необходимое для реализации и функционирования ОУ. [ГОСТ Р 56228-2014, статья 2.5]

3.13 показатель внезапного отказа; AFV: Параметр, определяющий долю источников света или осветительных приборов, вышедших из строя до наступления среднего срока службы этих изделий.

3.14 режим CLO: Режим функционирования осветительной системы, при котором осуществляется постоянная автоматическая регулировка светового потока источников света или осветительных приборов на основе известного или прогнозируемого снижения их светового потока для поддержания постоянного светового потока осветительной системы во время эксплуатации.

3.15 средний срок службы L _x: Время, за которое у 50 % работающих источников света или осветительных приборов световой поток снижается до значения х % от начального значения.

Примечания

1 Средний срок службы источников света или осветительных приборов выражают в часах.

2 Наряду с термином "средний" в качестве синонима используют термин "медианный".

3 Наряду с термином "срок службы" в качестве синонима используют термины "продолжительность горения" и "ресурс".

3.16 срок службы L _xB _y: Время, за которое у у % работающих источников света или осветительных приборов световой поток снижается до значения х % от начального значения.

Примечания

1 Срок службы источников света или осветительных приборов выражают в часах.

2 Наряду с термином "срок службы" в качестве синонима используют термины "продолжительность горения" и "ресурс".

3.17 срок эксплуатации осветительной установки: Общее время, в течение которого проектом запланировано обслуживание осветительной установки.

Примечания

1 В течение одного срока эксплуатации могут быть запланированы разные циклы обслуживания для разных видов работ (например, замена источников света, чистка осветительных приборов, чистка поверхностей помещения).

2 Срок эксплуатации выражают в годах.

3.18 эксплуатационная освещенность E _m: Минимальное значение средней освещенности на рабочей поверхности, допустимое по нормативным требованиям.

Примечание - Единица измерения эксплуатационной освещенности - лк.

3.19 эксплуатационная яркость L _m: Минимальное значение средней яркости рабочей поверхности, допустимое по нормативным требованиям.

Примечание - Единица измерения эксплуатационной яркости - кд/м ².

4 Метод определения коэффициента эксплуатации

4.1 Общие положения

4.1.1 Коэффициент эксплуатации (далее - коэффициент учитывает снижение освещенности (или яркости) в процессе эксплуатации осветительной установки вследствие действия следующих факторов:

- постепенного спада светового потока источников света или осветительных приборов;

- внезапного выхода из строя источников света или компонентов осветительных приборов;

- загрязнения и/или невосстанавливаемого изменения отражающих и пропускающих свойств оптических элементов источников света или осветительных приборов;

- загрязнения поверхностей помещения, наружных стен здания или сооружения.

Примечание - Коэффициент f _m не учитывает снижение средней освещенности (яркости) на рабочей поверхности при изменении светораспределения (кривой силы света) осветительных приборов вследствие загрязнения и невосстанавливаемого изменения отражающих и пропускающих свойств оптических элементов этих осветительных приборов.

4.1.2 Коэффициент f _m определяют отношением средней освещенности (яркости) на заданной рабочей поверхности, создаваемой осветительной установкой в конце установленного срока эксплуатации, к средней освещенности (яркости) на той же поверхности в начале эксплуатации.

4.1.3 Коэффициент f _m вычисляют по формуле

,

(1)

где - коэффициент сохранения светового потока;

- коэффициент выживания;

- коэффициент загрязнения;

- коэффициент обслуживания поверхностей.

В приложении А приведены примеры определения коэффициента f _m для различных осветительных установок.

4.2 Определение коэффициента сохранения светового потока

4.2.1 Коэффициент сохранения светового потока (далее - коэффициент f _LF) учитывает постепенный спад светового потока источников света или осветительных приборов со временем в связи с их старением в ходе эксплуатации. Коэффициент f _LF определяют как отношение светового потока, снизившегося за установленный период эксплуатации, к начальному световому потоку.

4.2.2 Коэффициент f _LF определяют для осветительных приборов с незаменяемыми источниками света.

Для осветительных приборов с независимыми источниками света коэффициент f _LF определяют для источника света (лампы).

Коэффициент f _LF для осветительных приборов со светодиодами определяют на основании данных об интервалах их замены, представляемых изготовителем осветительных приборов в соответствии с ГОСТ Р 56230.

Пример - Если по данным изготовителя средний срок службы осветительных приборов со светодиодным источником света L ₈₀ = 35000 ч, то это означает, что по достижении 35 000 ч половина осветительных приборов будет иметь световой поток не менее 70 % от начального. Если осветительный прибор или источник света планируют заменить по достижении 35 000 ч эксплуатации, то коэффициент f _LF составит f _LF = 0,70.

Интервал замены может соответствовать среднему сроку службы L _x. В этом случае коэффициент f _LF равен х/100.

Если интервал замены отличается от указанного значения, то значение коэффициента f _LF должен предоставить изготовитель осветительных приборов. Допускается использовать расчетные значения коэффициента f _LF, указанные в приложении Б.

4.2.3 Значение коэффициента f _LF светодиодного модуля или светодиодного осветительного прибора, согласно ГОСТ Р 56230, должно быть не менее 70 % от его начального значения.

Примечания

1 В некоторых случаях значения коэффициента f _LF могут быть получены из значений срока службы, которые будут представлены как средний срок службы L _x или срок службы L _xB _y. В обоих вариантах определение коэффициента f _LF учитывает только значение х элемента L _x и не зависит от значения у элемента В _у. Например, значения коэффициента f _LF после 50 000 ч для значений L ₈₀B ₅₀ = 50 000 ч и L ₈₀B ₁₀ = 50 000 ч одинаковы и равны 0,80.

2 Регулирование и/или переключение могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на деградацию источника света, что зависит от конструкции осветительного прибора и/или источника света. Информация об этих эффектах, как правило, предоставляет изготовитель источника света или осветительного прибора.

4.3 Определение коэффициента сохранения светового потока для осветительных приборов с режимом CLO

4.3.1 Осветительные приборы, работающие в режиме CLO, постоянно регулируют световой поток на основе известного или прогнозируемого спада светового потока источника света, чтобы обеспечить его постоянство с течением времени. Данную функциональность следует учитывать при определении коэффициента f _LF.

Режим CLO осуществляется путем первоначального снижения светового потока источника света до прогнозируемого значения в конце срока службы и постепенного увеличения тока (и, следовательно, энергопотребления) с течением времени, чтобы компенсировать спад светового потока из-за старения источника света.

Примечания

1 Увеличение энергопотребления с течением времени следует учитывать при проектировании электрической части осветительной установки, т.к. данный фактор является важным при сравнении осветительных приборов с режимом CLO и без него.

2 Режим CLO является внутренней программируемой функцией осветительного прибора, основанной на известной или прогнозируемой зависимости спада светового потока источника света от времени, и не предполагает использование внешних входных данных, получаемых от фотодатчиков.

На рисунке 1а схематично показано функционирование осветительного прибора без режима CLO, основанное на среднем сроке службы L ₈₀ = 50 000 ч (т.е. 20 % спада после 50 000 ч). В начальный момент времени значения мощности и светового потока осветительного прибора устанавливают на их номинальные значения (точка А). Со временем мощность остается постоянной (линия 1 между точками А и Б), тогда как световой поток осветительного прибора уменьшается до его значения в конце срока службы (линия 2 между точками А и В), т.е. до 80 % от начального светового потока.

На рисунке 1б показана схема функционирования того же осветительного прибора, что и на рисунке 1а, но с режимом CLO. В начальный момент времени значения мощности и светового потока устанавливают на 20 % ниже их номинальных значений (точка Г), что соответствует значениям мощности и светового потока в конце срока службы осветительного прибора без режима CLO. Во время эксплуатации световой поток поддерживают постоянным (линия 2 между точками Г и Е) за счет увеличения мощности (линия 1 между точками Г и Д).

Из чего следует, что в конце срока службы осветительный прибор, работающий как без режима CLO, так и в режиме CLO, имеет одинаковые значения мощности (точки Б и Д) и светового потока (точки В и Е).

ось X - время эксплуатации осветительного прибора в тысячах часов; ось Y - значения мощности и светового потока осветительного прибора в % относительно номинальных значений; линия 1 - изменение мощности в течение срока службы осветительного прибора; линия 2 - изменение светового потока в течение срока службы осветительного прибора; точка А - номинальные мощность и световой поток осветительного прибора без режима CLO, 100 %; точка Б - мощность к концу срока службы осветительного прибора без режима CLO; точка В - световой поток к концу срока службы осветительного прибора без режима CLO (например, 80 % для L ₈₀); точка Г - мощность и световой поток осветительного прибора с режимом CLO (например, 80 % от максимального значения для L ₈₀) в начальный момент времени; точка Д - мощность к концу срока службы осветительного прибора с режимом CLO (100 %); точка Е - световой поток к концу срока службы осветительного прибора с режимом CLO (например, 80 % от максимального значения для L ₈₀)

Рисунок 1 - Схема функционирования осветительного прибора без режима CLO и с режимом CLO в течение его срока службы

4.3.2 Применяют два варианта представления изготовителями данных для осветительных приборов без режима CLO и с режимом CLO.

Для осветительных приборов без режима CLO задают начальный световой поток , равный номинальному световому потоку . В этом случае коэффициент f _LF вычисляют по формуле

,

(2)

где - световой поток осветительного прибора в конце срока службы (на рисунке 1а, точка В), лм;

- номинальный световой поток осветительного прибора (на рисунке 1а, точка А), лм.

Для осветительных приборов с режимом CLO задают начальный световой поток , равный , где - скорректированный начальный световой поток осветительного прибора в режиме CLO (например, рисунок 1б, точка Г). В этом случае спад светового потока отсутствует, поэтому f _LF = 1,00.

Если интервал замены превышает заданный срок службы осветительного прибора с режимом CLO, то необходимо проконсультироваться с изготовителем относительно коэффициента f _LF в момент замены.

Примечания

1 Технические характеристики осветительного прибора с режимом CLO могут включать данные о световом потоке, например путем указания срока службы, включающего режим CLO (L _{CLO 80} = 50 000 ч).

2 В осветительных приборах с режимом CLO функционирование источника света и устройства управления взаимосвязаны. В случае преждевременного отказа устройства управления новое устройство управления должно соответствовать характеристикам заменяемого.

4.4 Определение коэффициента выживания

4.4.1 Коэффициент выживания (далее - коэффициент f _S) выражает вероятность того, что к определенному времени эксплуатации источник света и/или осветительный прибор продолжит работу. В основе определения коэффициента f _S лежит режим замены источника света и/или осветительного прибора: точечная, групповая или комбинированная замена.

Как правило, используют режим точечной замены, однако это должно быть подтверждено для каждого проекта. Если коэффициент f _S основан на данных источника света или осветительного прибора, то входные параметры, используемые для определения коэффициента f _S, должны соответствовать входным параметрам, используемым для определения коэффициента f _LF (например, если для определения коэффициента f _LF использовалось определенное количество часов горения, то такое же количество часов горения должно быть использовано для определения коэффициента f _S).

4.4.2 Режим точечной замены предполагает, что при выходе из строя осветительных приборов или источников света они немедленно будут заменены осветительными приборами или источниками света с аналогичными характеристиками. В этом случае коэффициент f _S принимают равным 1,00.

Примечание - В большинстве случаев происходит небольшая задержка в замене вышедшего из строя осветительного прибора или источника света. Это не учитывают при определении коэффициента f _S, так как отсутствуют установленные на национальном или международном уровне методы определения влияния такой задержки.

4.4.3 При режиме групповой замены следует учитывать отказы всех компонентов, которые непосредственно влияют на работоспособность осветительного прибора, за исключением отказов компонентов, уже учтенных в коэффициенте f _LF (например, отказ отдельных светодиодов, приводящий к частичному спаду светового потока). Коэффициент f _S определяют для компонента осветительного прибора с наименьшим интервалом замены. Если несколько компонентов имеют одинаковый интервал замены, то коэффициент f _S определяют на основе компонента с наименьшей вероятностью выживания p _S.

Коэффициент f _S определяют равенством:

,

(3)

где - вероятность выживания соответствующего компонента.

Если вместо вероятности выживания задают вероятность отказа (например, показатель внезапного отказа или частоту отказа для светодиодных изделий), то вероятность выживания p _S вычисляют по формуле

,

(4)

где - вероятность отказа.

Если вероятности выживания устройства управления и источника света даны отдельно, то оба значения учитывают с использованием вышеприведенных правил. Например, если устройство управления имеет более короткий интервал замены, чем источник света, то вероятность выживания p _S устройства управления используют в качестве коэффициента f _S.

Если вероятность выживания p _S представлена для всего осветительного прибора (без указания вероятностей выживания каждого компонента), то значение этой вероятности используют для определения коэффициента f _S.

Примечание - Как правило, коэффициент f _S не компенсирует потери света от единичного осветительного прибора.

4.4.4 Как правило, применяют комбинацию обоих режимов замены. В наружном освещении используют комбинацию режимов точечной и групповой замен (например, осветительные приборы заменяют точечно, а через определенное количество лет выполняют полную замену осветительных приборов). В связи с тем, что замену вышедших из строя компонентов выполняют, как правило, без задержки, то для определения коэффициента f _S применяют правила режима точечной замены.

4.5 Определение коэффициента загрязнения осветительных приборов

4.5.1 Коэффициент загрязнения осветительных приборов (далее - коэффициент f _LM) учитывает спад светового потока осветительного прибора вследствие попадания и скапливания пыли и грязи на оптических поверхностях источников света и компонентов осветительного прибора, влияющих на выходной световой поток. Кроме того, данный показатель учитывает спад светового потока из-за невосстанавливаемого изменения отражающих и пропускающих свойств оптических элементов осветительного прибора (например, в результате воздействия ультрафиолетового излучения). В коэффициенте f _LM учитывают конструктивные характеристики осветительного прибора и условия окружающей среды.

4.5.2 В коэффициенте f _LM осветительных приборов внутреннего освещения учитывают сочетание следующих показателей: конструкция осветительного прибора, категория загрязнения окружающей среды и интервал чистки.

4.5.3 В коэффициенте f _LM осветительных приборов наружного освещения учитывают сочетание следующих показателей: конструкция осветительного прибора (в соответствии с классификацией степени защиты IP по ГОСТ 14254), категория загрязнения окружающей среды и интервал чистки.

4.5.4 Данные для определения коэффициента f _LM осветительных приборов внутреннего и наружного освещения (классификация конструкций осветительных приборов, их применение и примерные значения коэффициента f _LM с учетом интервалов чистки) приведены в приложении В.

4.6 Определение коэффициента обслуживания поверхностей

4.6.1 Снижение отражающей способности поверхности в освещаемых помещениях учитывается коэффициентом обслуживания поверхности (далее - коэффициент f _SM). Для внутреннего освещения это относится ко всем соответствующим отражающим поверхностям помещений, включая стены, потолки, полы. Для установок наружного освещения, за исключением автодорожных тоннелей, подземных и надземных пешеходных переходов, наружных стен зданий, коэффициент f _SM принимают равным 1,00.

4.6.2 Коэффициент f _SM определяют как отношение световых потоков, установившихся в результате многократных отражений на поверхностях помещения, в конце интервала обслуживания осветительной установки и в начале, когда осветительную установку считают условно новой. Коэффициент f _SM учитывает светораспределение осветительных приборов и их расположение в помещении, коэффициенты отражения основных поверхностей (потолок/стена/пол), категорию загрязнения окружающей среды в помещении и интервал обслуживания.

Примечание - Допускается определять коэффициент f _SM как отношение усредненного по поверхностям помещения значения коэффициента отражения, полученного в конце интервала обслуживания, к значению указанного коэффициента отражения в начале эксплуатации помещения. Рекомендуется использовать такой же способ определения коэффициента f _SM для наружных стен зданий.

4.6.3 Данные для определения коэффициента f _SM (для трех типов светораспределения осветительных приборов, категорий загрязнения окружающей среды и коэффициентов отражения поверхностей помещения) приведены в приложении Г.

5 Использование коэффициента эксплуатации

5.1 Проектирование освещения

5.1.1 Коэффициент f _m используют при проектировании осветительной установки для обеспечения норм освещения в течение всего установленного срока ее эксплуатации при условии обслуживания в соответствии с графиком технического обслуживания.

Как правило, график технического обслуживания должен учитывать баланс между затратами на компенсацию снижения уровня освещения в осветительной установке и затратами на выполнение технического обслуживания.

График технического обслуживания устанавливают по согласованию с заказчиком.

5.1.2 Коэффициент f _m используют для расчета эксплуатационной освещенности Е _m по формуле

,

(5)

где - освещенность на начало эксплуатации осветительной установки, лк;

или эксплуатационной яркости L _m по формуле

,

(6)

где - яркость на начало эксплуатации осветительной установки, кд/м ².

5.1.3 Если в одной и той же осветительной установке используют осветительные приборы разных типов, при этом входные параметры для определения коэффициента f _m существенно различаются между типами осветительных приборов, то коэффициент f _m определяют для каждого типа осветительного прибора и, соответственно, реализуют в светотехнической части проекта.

5.1.4 В сочетании с коэффициентом f _m в светотехнической части проекта должна быть представлена информация о рекомендуемых данных, используемых для его определения.

Эта документация должна включать в себя все составляющие коэффициента f _m (f _LF, f _S, f _LM, f _SM), ключевые значения параметров, используемых при их определении (например, срок службы источников света и/или осветительных приборов) и график технического обслуживания.

График технического обслуживания должен содержать, по крайней мере, следующую информацию:

- срок эксплуатации осветительной установки;

- интервал(ы) чистки осветительных приборов;

- интервал(ы) замены компонентов осветительных приборов;

- интервал чистки/покраски поверхностей помещений или зданий.

5.2 Контроль освещения

5.2.1 Параметры освещенности (или яркости), измеряемые соответствующими приборами в данный момент времени, свидетельствуют о фактическом состоянии освещения в осветительной установке к указанному моменту. Цель измерения контролируемых параметров освещения состоит в том, чтобы проверить, соответствуют ли значения параметров освещения нормируемым значениям, установленным на этапе проектирования осветительной установки.

5.2.2 Для сравнения измеренного значения контролируемого параметра с нормируемым значением необходимо скорректировать измеренное значение, чтобы представить это значение как прогнозируемое на конец срока эксплуатации осветительной установки. Для этого используют коэффициент f _m.

Скорректированное значение измеренной освещенности Е _А,с, лк, вычисляют по формуле

,

(7)

где - фактически измеренная освещенность, лк;

- промежуточный коэффициент эксплуатации, соответствующий спаду уровня освещения в установке на момент измерения.

Скорректированное значение измеренной яркости L _A,с, кд/м ², вычисляют по формуле

,

(8)

где - фактически измеренная яркость, кд/м ².

Расчет промежуточного коэффициента эксплуатации f _ml выполняют аналогично расчету коэффициента f _m для конца срока эксплуатации осветительной установки для момента проведения измерения.

5.2.3 Скорректированное измеренное значение освещенности или яркости должно быть не менее нормируемого значения освещенности или яркости соответственно.

Библиография

[1]

ISO/CIE TS 22012:2019

Свет и освещение. Определение показателя технического обслуживания. Порядок работы (Light and lighting - Maintenance factor determination - Way of working)