Габаритная яркость: почему светильник слепит и как это ограничивают

Два светильника с одинаковым световым потоком могут ощущаться по-разному: на один можно смотреть, другой оставляет пятно перед глазами. Величина, которая это описывает, называется габаритной яркостью. Ограничивают её двумя способами: убирают свет из направлений, куда смотрит человек, или растягивают светящуюся поверхность. Ниже разбираем определение, действующие нормы и считаем два офисных светильника, призматический и опаловый. По ходу выяснится, что ГОСТ, который обычно цитируют в таких текстах, не действует уже десять лет, а зона проверки для светодиодных приборов с 2016 года шире, чем в нём написано.

Что такое габаритная яркость

Действующий ГОСТ 34819-2021 «Приборы осветительные. Светотехнические требования и методы испытаний» в пункте 3.4 определяет габаритную яркость как среднюю яркость светящей поверхности прибора, видимой в данном направлении. В примечании к пункту дана формула: отношение силы света в этом направлении к площади проекции светящей поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению.

В обозначениях Международной комиссии по освещению (CIE, термин 17-21-050) то же самое записывается как L = I / (A · cos θ), где I означает силу света в канделах, A площадь светящей поверхности, θ угол между нормалью к ней и лучом к наблюдателю. Единица измерения: кандела на квадратный метр.

Для ориентира: лист белой бумаги при 500 лк имеет яркость около 130 кд/м² (учебные материалы Корнеллского университета), граница между тёмными и яркими экранами в таблице 5 ГОСТ Р 55710-2013 проходит по 200 кд/м². Голый светодиод при прямом взгляде, по данным TRILUX, превышает 10 000 000 кд/м². Разница в пять порядков и есть причина, по которой рассеиватель, отражатель и защитный угол в светодиодном приборе не украшение, а часть оптики.

Какой ГОСТ действует

В большинстве русскоязычных текстов о габаритной яркости цитируется ГОСТ Р 54350-2011. Он заменён ГОСТ Р 54350-2015 с 1 января 2016 года, а тот отменён (по данным vsegost.com, с 1 июля 2022 года). С 1 июля 2022 года действует межгосударственный ГОСТ 34819-2021, введённый приказом Росстандарта от 20 января 2022 года № 28-ст. Статусы взяты с агрегаторов стандартов (allgosts.ru, vsegost.com): официальный реестр protect.gost.ru закрыт для чтения.

Требования по яркости в действующем документе такие.

• Общественные здания, пункт 5.4.2.1: для подвесных, потолочных и встраиваемых светильников общего освещения габаритная яркость в зоне ограничения не более 5000 кд/м². Зона для приборов с разрядными лампами: от 60° до 90° от вертикали. Для светодиодных: от 0° до 90°, то есть вся нижняя полусфера. Для групповых и спальных комнат детских учреждений и палат больниц предел ниже, 2000 кд/м².
• Пункт 5.4.2.2: отношение максимальной яркости к габаритной в зоне 0–90° не более 10:1, для учебных кабинетов, детских и палат 5:1.
• Пункт 5.4.2.3 не нормирует яркость, среди прочего, для декоративных светильников, для приборов над светящим потолком, в помещениях с временным пребыванием людей (кроме коридоров лечебных учреждений) и для светильников «на стенах в виде светящих линий».
• Жилые помещения, пункт 5.4.3.1: подвесные, потолочные и встраиваемые ограничены теми же 5000 кд/м², зона для светодиодов та же, 0–90°. Пункт 5.4.3.2: настенные и напольные светильники с лампами в зоне 60–120° ограничены 3500 кд/м² для прямого светораспределения, 3000 для преимущественно прямого, 2500 для рассеянного и отражённого. Для настенных светодиодных приборов в жилых помещениях отдельной цифры в стандарте нет.

Одна оговорка важнее всех цифр. Раздел 1 ГОСТ 34819-2021 выводит из области применения «декоративные светильники для внутреннего освещения общественных и жилых помещений». Для дизайнерских подвесов, бра и торшеров стандарт формально не действует; его логика тем не менее остаётся единственным инструментом, по которому можно сравнить два прибора числом.

Что изменилось по сравнению со старым ГОСТ Р 54350-2011: тогда для жилых помещений зона проверки была 60–90° (пункт 6.1.7), а для общественных предел 5000 кд/м² давала сноска к таблице 6 для потолочных и встраиваемых приборов третьей категории. Осевое направление не проверялось. Зону 0–90° для светодиодов ввела редакция 2015 года, действующий ГОСТ 34819-2021 её сохранил. Ниже видно, что это меняет в расчёте.

Защитный угол

Первый рычаг ограничения яркости: защитный угол. ГОСТ 34819-2021, пункт 3.10: угол в характерной плоскости, в пределах которого глаз наблюдателя защищён от прямого излучения источников света. В терминологии CIE (17-30-036) это угол, отсчитанный от горизонтали, до которого источник закрыт корпусом светильника.

Норма привязывает нужный угол к яркости источника. Таблица 3 ГОСТ Р 55710-2013 «Освещение рабочих мест внутри зданий» и таблица 2 европейского EN 12464-1 дают одни и те же ступени: при яркости источника от 20 000 до 50 000 кд/м² защитный угол не менее 15°, от 50 000 до 500 000 не менее 20°, свыше 500 000 не менее 30°. В ГОСТ Р 55710 столбец озаглавлен «не более», что противоречит и смыслу, и европейскому тексту; здесь принята трактовка «не менее». Примечание к таблице 3 выводит из-под требования приборы отражённого света и светильники ниже линии зрения. Для производственных светильников ГОСТ 34819-2021 (пункт 5.4.1) требует защитный угол не менее 15° независимо от источника.

Для светодиодов это означает, что открытый чип в интерьерном светильнике практически всегда требует либо угла от 30°, либо оптики, которая закрывает его целиком. Во втором случае EN 12464-1 (таблица 3 проекта редакции 2019 года) ограничивает уже среднюю яркость светильника: не более 500 000 кд/м² в направлениях 60–70°, не более 50 000 в 70–75° и не более 20 000 в 75–90°.

Расчёт: два светильника 600×600

Возьмём два типовых офисных светильника 600×600 мм с одинаковым световым потоком 3150 лм и площадью светящей поверхности 0,56 × 0,56 = 0,3136 м². Кривые силы света взяты из паспортных данных производителя, приведённых в исходном материале статьи; по ним известны осевая сила света и значение под углом 60°.

Призматический рассеиватель. Сила света под 60° равна 201 кд, осевая 1593 кд. Яркость в боковой зоне: 201 / (0,3136 × cos 60°) = 1282 кд/м². Яркость по оси: 1593 / 0,3136 = 5080 кд/м².

Опаловый рассеиватель. Сила света под 60° равна 481 кд, осевая 1080 кд. В боковой зоне: 481 / (0,3136 × 0,5) = 3068 кд/м². По оси: 1080 / 0,3136 = 3444 кд/м².

По отменённому ГОСТ Р 54350-2011 проверялась только зона 60–90°, и оба светильника укладывались в 5000 кд/м² с запасом: призма почти четырёхкратным, опал более чем полуторным. По действующему ГОСТ 34819-2021 для светодиодных приборов зона 0–90°, и в неё входит осевое направление. Опаловый светильник по-прежнему проходит: 3444 кд/м². Призматический даёт 5080 кд/м² по оси, на 1,6 % выше предела. Такая разница внутри допустимой погрешности измерений (±8 % для яркомера и гониофотометра по приложению Д ГОСТ 34819-2021), поэтому честный вывод не «призма запрещена», а «призматический светильник этого класса на 3150 лм стоит на границе нормы, и любой прибор с большим потоком в том же корпусе её превысит».

Отсюда вопрос поставщику, который стоит задать при подборе офисного света: в паспорте прибора должна быть габаритная яркость в зоне 0–90°, а не только «UGR < 19». Это разные показатели, и второй не заменяет первый.

Сколько света помещается в рассеиватель

Из пропорции легко получить предельный поток для каждого корпуса: тот, при котором максимум яркости в зоне 0–90° достигает 5000 кд/м².

Призматический светильник 600×600 упирается в предел уже при 3150 × 5000 / 5080 ≈ 3100 лм, то есть около 1 лм на 1 см² поверхности. Опаловый при 3150 × 5000 / 3444 ≈ 4600 лм, около 1,5 лм/см². Практический вывод для подбора: одинаковый по паспорту поток в матовом и призматическом корпусе одного размера в помещении ощущается по-разному, и решает не число люменов, а то, куда рассеиватель этот поток отправляет и насколько равномерно.

Равномерность стандарт проверяет отдельно: пункт 5.4.2.2 допускает отношение максимальной яркости к средней не более 10:1. У обоих типов равномерность зависит от конструкции, прежде всего от шага диодов и расстояния от них до рассеивателя, и её тоже стоит спрашивать у производителя.

Цилиндрическая освещённость и ощущение колодца

Горизонтальная освещённость рабочей поверхности относится к требованиям, которые выполняют почти все проекты. Но работа за экраном вывела на первый план второй показатель. СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение», пункт 3.106, определяет цилиндрическую освещённость как отношение светового потока, падающего на боковую поверхность бесконечно малого цилиндра в заданной точке, к площади этой поверхности, и прямо называет её критерием насыщенности помещения светом.

Что бывает, если её не считать, легко представить по помещению без окон, где стоят только встроенные потолочные светильники с призматическим рассеивателем. Рабочая поверхность освещена, а у человека ощущение колодца: пол светлый, стены и лица тёмные. Нормы это ловят так.

• СП 52.13330.2016, таблица 4.2: для помещений разряда А-2 (кабинеты, офисы) освещённость 500 лк, цилиндрическая 100 лк, UGR 19; для разряда А-1 (проектные залы) 750, 150 и 16. Цилиндрическая освещённость нормируется «в случае необходимости обзора окружающего пространства», и в таблице Л.1 для кабинетов и офисов стоит прочерк, а для читальных залов 150 лк.
• Пункт 7.3.5: там, где цилиндрическая освещённость нормируется, коэффициент отражения стен должен быть не ниже 40 %, потолка не ниже 50 %.
• EN 12464-1 (таблица 6.26 проекта редакции 2019 года): для письма, чтения и работы с данными в офисе 500 лк на рабочей плоскости, UGR не выше 19, цилиндрическая освещённость 150 лк, средняя освещённость стен 150 лк и потолка 100 лк.
• ГОСТ Р 55710-2013, таблица 2: цилиндрическая освещённость 100, 75 или 50 лк по требуемому уровню насыщенности, для залов, фойе, торговых и выставочных помещений.

Российская и европейская нормы здесь расходятся: EN требует 150 лк для офисных рабочих мест с письмом, чтением и работой с данными, СП 52 для кабинетов цифру не задаёт. Проектировать по СП формально проще, ощущение колодца при этом никуда не денется.

Лечится колодец светом, идущим вбок, на стены и лица, а его дают настенные светильники, бра и торшеры. Самый короткий путь в помещениях без окон: потолочные светильники с опаловым рассеивателем, у которых боковая составляющая максимальна, плюс хотя бы один настенный прибор на стену, куда падает взгляд. Свет от стены к стене поднимает яркость стен и потолка и создаёт картину, похожую на комнату с большими окнами.

Экраны: отдельный предел

Для рабочих мест с мониторами есть своя цифра, и она жёстче общей. ГОСТ Р 55710-2013, таблица 5, и EN 12464-1, таблица 5, совпадают: габаритная яркость светильника, который может отразиться в экране, измеряется под углом не менее 65° от вертикали и не должна превышать 3000 кд/м² при экране ярче 200 кд/м² и 1500 кд/м² при экране темнее. Для работы с негативной полярностью (светлые знаки на тёмном фоне, CAD, цветокоррекция) пределы 1500 и 1000 кд/м². Опаловый светильник из примера под 60° даёт 3068 кд/м², то есть у самого предела 3000 для обычных экранов; без замера под 65° сказать, проходит ли он, нельзя. Для тёмных интерфейсов с пределом 1500 он не проходит при любом ходе кривой.

UGR и габаритная яркость: почему нужны оба

В СП 52.13330.2016 (пункт 4.6) дискомфортная блёскость оценивается объединённым показателем UGR по ГОСТ 33392-2015. Формула CIE 117-1995 складывает вклад всех светильников в поле зрения: UGR = 8 · lg [0,25 / L_b · Σ (L² · ω / p²)], где L обозначает яркость светящей части каждого прибора в направлении глаза, ω её телесный угол, p индекс позиции Гута, L_b яркость фона. Габаритная яркость входит в формулу в квадрате, поэтому оба показателя связаны, но не взаимозаменяемы.

UGR считается для конкретной точки и направления взгляда (СП 52, пункт 7.3.7: у торцевой стены на центральной оси помещения на высоте 1,2 м) и по ГОСТ 33392 неприменим при расстоянии от светильника до рабочей поверхности меньше 2,5 м и для местного освещения. Габаритная яркость относится к самому прибору, она не зависит от помещения. Первая цифра отвечает «будет ли слепить в этой комнате при этой расстановке», вторая «можно ли вообще ставить этот прибор на потолок офиса». Паспорт хорошего светильника содержит обе.

Линейные настенные светильники

Линейный светильник выигрывает геометрией. При сечении 10×9 см и длине до 6 м площадь рассеивателя составляет около 920 см² на погонный метр, поток распределяется по длинной полосе, и на единицу площади его приходится немного. Действующий ГОСТ 34819-2021 (пункт 5.4.2.3) яркость светильников «на стенах в виде светящих линий» в общественных зданиях не нормирует; старый ГОСТ Р 54350-2011 (пункт 6.1.9) тоже исключал протяжённые настенные приборы: в продольной плоскости, если световой центр не дальше 0,3 м от стены, в поперечной, если он не выше 1 м от пола. Поэтому здесь нет предела, который можно нарушить, а есть ориентир.

Если принять для матовой полосы ту же плотность потока, что у опалового потолочного светильника на границе нормы, около 1,5 лм/см², получится примерно 1300–1400 лм на погонный метр для профиля с 920 см²/м и около 600 лм для профиля вдвое уже. В этих границах прибор остаётся в поле значений, которые стандарт считает допустимыми для потолочных светильников, а длинная линия складывает погонные метры в нужный помещению поток, одновременно поднимая освещённость стен, которой не хватает комнате с одними даунлайтами.

Итог

Порядок действий при подборе такой. Сначала считают, сколько света нужно помещению. Затем смотрят, через какую площадь его выпустить, чтобы максимум габаритной яркости в зоне 0–90° не превысил 5000 кд/м² на потолке, а для приборов, отражающихся в экранах, 3000 или 1500 кд/м² под 65°. Если площади не хватает, поток не режут, а растягивают: длиннее профиль, больше приборов, опал вместо призмы. И проверяют, что стены и потолок тоже получили свет, иначе норма на рабочей плоскости будет выполнена, а помещение останется колодцем.

Частые вопросы

Что такое габаритная яркость простыми словами?

Средняя яркость светящей поверхности светильника, если смотреть на него с определённого направления: сила света в эту сторону, делённая на видимую площадь. Чем меньше окно, через которое выходит тот же поток, тем сильнее прибор слепит.

Какое значение считается предельным?

По ГОСТ 34819-2021 для подвесных, потолочных и встраиваемых светильников общего освещения в общественных и жилых зданиях 5000 кд/м²; для светодиодных приборов проверяется вся зона от 0° до 90°. Для детских и больничных палат 2000 кд/м². Для светильников, отражающихся в экранах, ГОСТ Р 55710-2013 задаёт 3000 или 1500 кд/м² под углом 65°.

Действует ли ГОСТ Р 54350-2011?

Нет. Он заменён ГОСТ Р 54350-2015 с 2016 года, а тот отменён, по данным агрегаторов, с 1 июля 2022 года. Действующий документ: ГОСТ 34819-2021. Главное отличие от редакции 2011 года для светодиодных приборов: зона ограничения яркости расширена с 60–90° до 0–90°; впервые это сделала редакция 2015 года.

Призматический или опаловый рассеиватель?

Призма направляет поток вниз: под 60° она даёт 1282 кд/м², но по оси 5080, на границе нормы. Опал уводит свет в стороны: 3068 кд/м² под 60° и 3444 по оси, с запасом. В помещении без окон опал предпочтительнее ещё и потому, что подсвечивает стены; при мониторах с тёмным интерфейсом его боковая яркость уже требует проверки под 65°.

Почему настенный светильник помогает от ощущения колодца?

Его поток идёт по горизонтали и поднимает освещённость стен, потолка и лиц, то есть цилиндрическую освещённость, которую СП 52.13330.2016 называет критерием насыщенности помещения светом. EN 12464-1 требует для офисов 150 лк цилиндрической освещённости и 150 лк на стенах; одними даунлайтами это не получить.

Какой поток допустим для линейного настенного светильника?

Нормой он не ограничен: ГОСТ 34819-2021 не нормирует яркость светящих линий на стенах. Рабочий ориентир по аналогии с опаловым потолочным светильником: около 1300–1400 лм на погонный метр для профиля шириной 9–10 см и около 600 лм для профиля вдвое уже.

Источники

• ГОСТ 34819-2021 «Приборы осветительные. Светотехнические требования и методы испытаний». Росстандарт, введён 01.07.2022 (приказ от 20.01.2022 № 28-ст). Пункты 1, 3.4, 3.10, 5.4.1–5.4.3, приложение Д.
• ГОСТ Р 54350-2011, ГОСТ Р 54350-2015 (заменён и отменён соответственно). Пункты 6.1.4–6.1.9, таблицы 6–8, 11.8–11.9 редакции 2011 года.
• СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение», актуализированная редакция СНиП 23-05-95* с изменениями 1 и 2. Минстрой России. Пункты 3.44, 3.106, 4.6, 7.3.5, 7.3.7, таблицы 4.2 и Л.1.
• ГОСТ Р 55710-2013 «Освещение рабочих мест внутри зданий. Нормы и методы измерений». Пункты 4.6, 4.7, 4.10, таблицы 2, 3, 5.
• EN 12464-1 «Light and lighting. Lighting of work places. Part 1: Indoor work places». CEN, 2021. Значения приведены по проекту prEN 12464-1 (июль 2019), таблицы 2, 3, 5, 6.26.
• CIE, International Lighting Vocabulary (ILV): термины 17-21-050 luminance, 17-30-036 shielding angle. cie.co.at/e-ilv.
• CIE 117-1995 «Discomfort Glare in Interior Lighting»; ГОСТ 33392-2015 «Здания и сооружения. Метод определения показателя дискомфорта при искусственном освещении помещений».
• TRILUX, Lighting practice: Shielding angle (яркость светодиода при прямом взгляде). trilux.com.
• Cornell University, DEA 3500 lecture notes, Lighting (яркость белой бумаги при 500 лк).

О качестве данных. Тексты ГОСТ 34819-2021, ГОСТ Р 54350-2011 и 2015, ГОСТ Р 55710-2013 и СП 52.13330.2016 прочитаны целиком по копиям на открытых площадках, не по официальному реестру. Финальная редакция EN 12464-1:2021 платная, её значения приведены по проекту 2019 года и подтверждены справочными материалами производителей; нумерация таблиц в финальной версии могла измениться. Формула UGR собрана по трём независимым пересказам CIE 117-1995, сам документ не открывался. Кривые силы света в расчёте взяты из паспортных данных производителя, приведённых в исходном материале; форма кривых на схеме упрощена. Зона ограничения для третьей категории таблицы 6 ГОСТ Р 54350-2011 восстановлена по структуре таблицы.

Даниил Ковров, руководитель отдела подбора OSVETIM. Ведёт спецификации по свету для частных интерьеров и гостиничных проектов.