Коэффициент равномерности освещения: что означают эти цифры и как их достичь

Если вам когда-нибудь доводилось бывать в многоуровневом паркинге, который прошел фотометрическую проверку, но в котором между двумя столбами всё равно остаётся тёмный угол, то вы уже понимаете суть проблемы. Коэффициенту равномерности освещения следует уделять больше внимания, чем это обычно делается.

Что на самом деле измеряет коэффициент равномерности освещения

Коэффициент равномерности освещения характеризует степень равномерности распределения освещенности по поверхности. Возьмем самую темную из измеренных точек на полу. Сравним её со средним значением (или с самой яркой точкой). Полученное значение и указывается в технических паспортах, тендерной документации и актах приёмки.

Проблема заключается в том, что «число» — это не одно единственное число. В отрасли используются три стандарта, и они не являются взаимозаменяемыми:

• U0 (мин. ÷ среднее). Европейская конвенция, используемая в стандарте EN 13201. Значение U0, равное 0,40, означает, что самая тёмная точка получает освещённость, составляющую не менее 40% от средней освещённости.
• Отношение минимального и максимального значений (Emin ÷ Emax). В некоторых источниках это обозначается как U1 или U2, и обозначения различаются в зависимости от источника. Важно именно само соотношение.
• Соотношение максимального и минимального значений, выраженное в виде коэффициента (Emax:Emin), например 4:1 или 15:1. Широко используется в Северной Америке и в рекомендациях по безопасности. Соотношение максимального и минимального значений 4:1 соответствует соотношению минимального и максимального значений 0,25.

Именно поэтому в одном из документов для парковочных объектов предъявляется требование «соотношение не хуже 4:1» (Рекомендации TSA по обеспечению безопасности в аэропортах). Между тем, руководство по проектированию на основе IES для того же применения использует критерий соотношения максимального и минимального значений 15:1 (Справочный материал AGi32 по стандарту IES RP-8-18). Ни одна из этих цифр не является неверной. Они взяты из разных источников, разных изданий, а иногда и рассчитаны на основе разных коэффициентов. Прямое сравнение этих цифр — самый верный путь к провалу на экзамене.

Пример с расчетами помогает наглядно понять суть механизма. Представьте себе сетку 3×3 с показателями освещенности поверхности в люксах:

Минимальное значение составляет 42 лкс, максимальное — 68 лкс, а среднее — 492 ÷ 9 = 54,7 лкс. Таким образом, U0 = 42 ÷ 54,7 = 0.77, отношение минимального значения к максимальному = 42 ÷ 68 = 0.62, и выразил это в американском стиле, то есть 1.62:1 Соотношение максимального и минимального значений. Те же девять измерений, три допустимых способа их представления.

Почему это так важно? Есть три практических причины. Тёмные участки скрывают препятствия, о которые можно споткнуться, а в системах безопасности — людей. Глаза устают, приспосабливаясь к переходу между светлыми и тёмными зонами, что вызывает дискомфорт и жалобы на блики. Равномерность освещения также является одним из пунктов договора, поэтому её несоблюдение приводит к отказу в приёмке и реальным затратам на доработку. (А если вы попали сюда из текстильной промышленности, где «равномерность» означает совсем другое, то это уже совсем другая тема.)

Требования к однородности в зависимости от области применения

Необходимое значение зависит от назначения поверхности, и для каждого основного вида применения опубликованы соответствующие целевые показатели. В приведенной ниже таблице собраны наиболее часто упоминаемые требования; в каждой строке указана базовая единица измерения коэффициента, поскольку именно в этом аспекте чаще всего возникают ошибки при сравнении.

(Руководство Европейской комиссии по закупкам светодиодного уличного освещения, 2017; Буруссис и др., «Энергии», 2022; AGi32/RP-8-18; Спортивный справочник Stouch Lighting, 2024)

Почему опубликованные данные по одному и тому же применению по-прежнему расходятся? Есть три причины, перечисленные в порядке убывания их значимости. Стандарты пересматриваются, поэтому в руководстве 2017 года и в записи блога 2025 года могут цитироваться разные редакции одной и той же рекомендации IES. В разных регионах используются разные системы обозначений: в европейской системе (EN) указываются десятичные значения от минимального до среднего, тогда как в Северной Америке принято указывать соотношения от максимального к минимальному. Значения «0,4» и «4:1» могут описывать совершенно разные показатели эффективности. Кроме того, базы соотношений незаметно меняются местами, из-за чего в двух документах, касающихся одной и той же парковки, могут фигурировать критерии «15:1» (от максимального к минимальному) и «4:1» (от среднего к минимальному).

Прежде чем сравнивать, преобразуйте значения: соотношение максимального и минимального значений X:1 равно соотношению минимального и максимального значений 1/X. Десятичное значение U0, равное 0,4, является более строгим, чем соотношение максимального и минимального значений 4:1 на большинстве поверхностей, поскольку среднее значение находится ниже максимального.

Две сноски, чтобы карта была полной. Рассеянные источники света в помещениях, такие как светодиодные панели, обеспечивают высокую равномерность освещения практически по самой своей конструкции, поэтому в помещениях редко возникают проблемы с равномерностью. А в проектах, ориентированных на пешеходов, иногда предусматривается полуцилиндрическая равномерность освещенности (скорее для распознавания лиц, чем для освещения поверхности земли) — это специальное условие, с которым вы столкнетесь в тендерной документации, а не в данной статье.

Одно важное предостережение поможет избежать ошибок при подготовке тендерных предложений: необходимо уточнить, какая стандартная редакция и какая база измерений указаны в технических требованиях заказчика или органа власти. Сделать это нужно до того, как вы начнете заполнять в тендерном предложении таблицы, подобные приведенной выше. В одном предложении нельзя смешивать европейские значения по стандарту EN и североамериканские значения по стандарту IES.

Обеспечение однородности на этапе компоновки

Когда расчет показывает неудовлетворительный показатель равномерности, возникает соблазн заменить светильник на более яркий. Как правило, это самый дорогой и наименее эффективный шаг. В реальной светотехнической схеме именно геометрия, а не световой поток, определяет коэффициент равномерности. Три рычага, которые следует применять в указанном порядке.

Отношение расстояния до монтажной высоты (S/MH)

Именно перекрытие соседних лучей обеспечивает равномерное освещение пола. Если расположить светильники слишком далеко друг от друга, между столбами образуются тёмные зоны; если же сгруппировать их, то непосредственно под каждым из них появятся зоны повышенной яркости. Согласно практике, применяемой на складах, расстояние между светильниками в зональном освещении составляет примерно от 1,0 до 1,5 высоты крепления (Руководство по унификации складских операций Hyperlite, 2025). Линейные светильники для высоких потолков с широкой угловой зоной освещения (~110°) имеют более узкую зону освещения — примерно от 0,6 до 0,9 высоты крепления (Руководство по расстояниям Hyperlite, 2025). Чтобы понять масштаб: уменьшение чрезмерно большого коэффициента расстояния вдвое, как правило, смещает предельное значение U0 из зоны несоответствия (0,3) в сторону отметки 0,4. Увеличение светового потока практически не влияет на этот показатель. Именно поэтому «простое добавление светильников» зачастую в первую очередь ухудшает равномерность освещения, а уже во вторую — улучшает освещенность. Каждый дополнительный столб создает новое яркое ядро и новую зону пониженной освещенности рядом с ним.

Прицеливание и поул-позиция

На дорогах длина кронштейна, угол наклона и расположение светильников поперек проезжей части определяют, где будет проходить длинная ось луча. Всего несколько градусов избыточного наклона смещают «горячую точку» за пределы полосы движения и прямо в глаза встречным водителям. В освещении территорий и спортивных объектов действует правило многонаправленного освещения: ключевые точки освещаются с двух или трёх направлений, чтобы тени и затемнённые зоны взаимно компенсировались, а не накапливались. В спортивных проектах этот подход доведён до крайности. В них узкие лучи направляются на перекрывающиеся цели при строгих ограничениях максимальных углов наведения именно потому, что критерием соответствия является равномерность, а не просто уровень освещённости (Stouch Lighting, 2024).

Поверхности и окружающая среда

Одна и та же схема освещения показывает разную равномерность на разных поверхностях, поскольку коэффициент отражения покрытия влияет на компонент межотраженного света, заполняющий «впадины». Изношенная светлая бетонная площадка и свежий темный асфальт при одинаковом расположении светильников могут заметно различаться по показателю U0. В помещениях низкий коэффициент отражения потолка и стен вызывает тот же эффект. Высокая стеллажная конструкция рядом со светлым проходом создает «темную зону», что с удовольствием подтвердит расчетная сетка. Проверьте допущения относительно коэффициента отражения поверхности, прежде чем перемещать хотя бы один светильник. Иногда проблема заключается не в схеме расположения, а в самом помещении.

Существует ограничение, которое невозможно преодолеть с помощью геометрии: в проектах по модернизации, где положение опор и высота установки фиксированы, изменение планировки может оказаться невозможным. Целевой показатель U0 может оказаться просто недостижимым с любым световым блоком, установленным на существующие опоры. Прежде чем обещать определенный показатель равномерности освещения при модернизации, уточните фактическую высоту опор, их отступ от здания и расстояние между ними. Если эти параметры фиксированы и не позволяют достичь целевого показателя, укажите это в предложении, а не берёте на себя риск, связанный с принятием проекта.

Оптика светильников: пределы достижимой равномерности освещения

Конструкция определяет, насколько точно вы освещаете цель. Оптика определяет, на каком уровне находится верхний предел освещенности. Два прожектора с одинаковой светоотдачей могут обеспечить освещение одного объекта при U0 = 0,3, а другого — при 0,6. Эта разница указывается в их фотометрических характеристиках ещё до установки.

Оптика с узким лучом концентрирует интенсивность в центре, оставляя периферию тёмной. Оптика с широким лучом распределяет тот же поток света в зоне перекрытия, что создает впечатление равномерности освещения. Когда два светильника с одинаковым световым потоком, но разными углами рассеивания, обеспечивают кардинально разную равномерность освещения на одном и том же объекте, причиной этого является распределение света. Никакие пересчёты этого не изменят.

Как угол луча и распределение света определяют пределы возможностей

Каждая группа световых углов имеет свою естественную сферу применения. Узконаправленные лучи (15°–45°) подходят для высоких мачт и спортивных башен, где свет должен проходить и попадать точно в цель. Среднеугольные лучи (60°–90°) подходят для освещения территорий и парковок, где перекрытие световых пучков между столбами обеспечивает плавное освещение. Широкоугольные лучи (90°–120°) предназначены для установки под потолком и в системах заливающего освещения, где светильники располагаются близко к объекту освещения. Асимметричные распределения света (дорожная оптика типов II/III, проходная оптика) смещают свет вбок, чтобы он следовал за проезжей частью или проходом между стеллажами, а не падал у основания столба. Выберите не ту семью, и задача по планировке, описанная в предыдущем разделе, станет неразрешимой. Вы будете пытаться исправить с помощью расстояний между светильниками то, что уже определила линза.

Как прочитать файл IES или LDT, прежде чем доверять показаниям прибора

Производители публикуют фотометрические данные в виде файлов IES (североамериканский формат) или LDT/EULUMDAT (европейский формат), и эти файлы содержат всю информацию, необходимую для прогнозирования равномерности освещения. Откройте один из них и обратите внимание на четыре момента. Распределение силы света (полярная диаграмма) показывает, соответствует ли форма луча требованиям вашей схемы размещения. Пиковая интенсивность по отношению к общему световому потоку показывает, насколько резким является профиль светового пучка; высокое соотношение пиковой интенсивности к световому потоку предвещает появление ярких пятен. Указанный угол рассеивания указывает, какую серию светильников вы приобретаете. А сводка по зонам светового потока показывает, куда на самом деле направляется свет, по каждому градусному интервалу. Любой поставщик, не желающий предоставить полный фотометрический файл для конкретного артикула, который вы покупаете, просит вас принять обязательства по равномерности освещения «вслепую».

Подбор оптики в зависимости от области применения: матрица выбора

Допуски на линзы — это здесь малоизвестная переменная. Фотометрический файл описывает проект; линзы, изготовленные методом литья в серийном производстве, приблизительно соответствуют ему. Авторитетные производители соблюдают достаточно жесткие оптические допуски, благодаря чему серийные изделия соответствуют опубликованному файлу. Именно поэтому и существует фотометрическая проверка на основе выборочных образцов, и именно поэтому она должна быть включена в ваш план приемочной проверки, о котором пойдет речь далее.

Приемочное тестирование и стабильность характеристик в течение всего срока службы

Проект может пройти программный расчет, но при этом не выдержать полевых измерений. Разрыв между «расчетным соответствием» и «измеренным соответствием» обусловлен тремя типичными причинами, и устранить каждую из них в рамках договора обходится дешевле, чем в ходе судебного разбирательства.

Во-первых, сетка измерений. Равномерность рассчитывается по точкам, поэтому расположение точек и плотность их размещения влияют на результат. При разреженной сетке самый тёмный угол может остаться полностью не учтённым; а неудачно расположенная линия сетки может привести к ложному заключению о несоответствии. Именно поэтому инженеры-проектировщики на профессиональных форумах настаивают на предоставлении реальных, поддающихся проверке фотометрических расчётов, а не на однострочных заявлениях. В документах о приемке следует зафиксировать протокол размещения сетки (шаг, плоскость, количество точек в зоне) до того, как кто-либо распакует люксметр, в соответствии с требованиями стандарта EN 13201 к размещению сетки (Ссылка на стандарт BEGA EN 13201).

Во-вторых, допущение о техническом обслуживании. Любая серьёзная техническая спецификация формулируется с учётом значений, рассчитанных с учётом технического обслуживания: обещанная освещённость после потерь, а не в первый день. Коэффициент потерь освещения объединяет снижение светового потока лампы, снижение светового потока из-за загрязнения светильника и другие факторы снижения в единый множитель (Определение IES LLF). В практике использования светодиодов уровень снижения светового потока обычно ограничивается значением 0,70 или выше, когда важна интенсивность освещения (Ройер, ЛЕУКОС, 2014). Если в вашем тендерном предложении указано: «U0 ≥ 0,4 в течение 5 лет», а поставщик произвел расчеты на основе исходных значений, это означает, что вы одобрили два разных проекта. Укажите допущение относительно LLF и интервал обслуживания в одном предложении с целевым показателем равномерности.

В-третьих, стабильность от образца до серийного производства. Сертифицированный образец и серийная продукция, выпускаемая партиями, не всегда соответствуют одному и тому же оптическому изделию. Допуски линз, колебания в партиях драйверов и отклонения при сборке — все это приводит к тому, что однородность поля зрения отличается от показателей протестированного образца. Практическим решением является проверка стабильности на уровне партии. Необходимо сравнивать определённый образец из каждой производственной партии с утверждённым фотометрическим файлом, а не только с «эталонным образцом», созданным два года назад.

Если проанализировать этот список до подписания договора, большинство споров по поводу единообразия вообще не возникнет, поскольку обе стороны будут оценивать один и тот же проект по одним и тем же критериям.

Что это означает при выборе поставщика осветительного оборудования

Все вышесказанное сводится к одному выводу в сфере закупок: однородность — это системный результат, который определяется оптическими возможностями поставщика. Конструкция определяет, насколько близко вы сможете приблизиться к предельному значению. Само предельное значение задается формой луча, указанной в фотометрическом файле. Таким образом, способность поставщика обеспечить нужное распределение света и подтвердить это с помощью моделирования — вот та переменная, которую вы на самом деле приобретаете.

Для владельцев брендов и заказчиков проектов это имеет двойное значение. Если вы выпускаете светильники под собственной торговой маркой, положение о единообразии, установленное вашим конечным заказчиком, становится для вас предметом гарантийных обязательств. Если вы участвуете в тендерах, приемочные испытания, описанные в предыдущем разделе, проводятся от вашего имени. В любом случае поставщик, который может указать в предложении только показатель «люмен на ватт», берет на себя обязательства на системном уровне, подкрепленные единственным параметром.

Поэтому оценивайте оптические характеристики до оформления заказа, а не после получения фотометрического отчета. Именно на этом и основана наша собственная практика. Компания WOSEN предлагает варианты настройки угла рассеивания и оптических характеристик в диапазоне от 15° до 120° с соответствующими классами защиты IP65–IP67 и ударопрочности IK06–IK10. Мы проводим фотометрическое моделирование и предоставляем индивидуальные протоколы испытаний, благодаря чему показатели равномерности освещения проверяются с учетом вашей фактической геометрии еще до начала изготовления пресс-форм. Задайте каждому участнику тендера четыре одинаковых вопроса. Во-первых, какие варианты угла рассеивания и распределения света они действительно могут изготовить. Во-вторых, предоставьте полные файлы IES/LDT для конкретного артикула. В-третьих, готовность провести и предоставить вам результаты фотометрических расчетов для вашей схемы размещения. В-четвертых, метод обеспечения соответствия между образцом и серийной продукцией. Поставщик, который ответит на все четыре вопроса, редко потребует от вас проверки по контрольному списку для приемки. Тот, кто сопротивляется этим требованиям, уже ответил на ваш вопрос.

Разумные рамки: если вы приобретаете стандартное каталожное оборудование для перепродажи без привязки к рынку с индивидуальными техническими требованиями, этот критерий имеет меньшее значение. При принятии решения решающую роль могут сыграть цена и сроки поставки. Критерий однородности качества становится важным моментом в контрольном списке в тот момент, когда в вашем контракте появляется конкретная цифра.

Каждый из критериев, упомянутых в данной статье, можно проверить ещё до подключения первого светильника: варианты угла рассеивания, полные фотометрические файлы, поддержка моделирования и метод обеспечения стабильности партии. Полный ассортимент и возможности индивидуальной настройки оптических характеристик, о которых говорилось выше, доступны по адресу wosenled.com.

Ссылки

1. Европейская комиссия. «Руководство по закупкам и проектированию светодиодного уличного освещения». 2017 г. https://ec.europa.eu/research/participants/documents/downloadPublic?documentIds=080166e5b6d1cf07&appId=PPGMS
2. Буруссис, К. А. и др. «Моделирование и анализ оптимальной равномерности освещения дорог». Energies (MDPI). 2022. https://www.mdpi.com/1996-1073/15/9/2983
3. AGi32 Education. «Установление критериев проектирования» (IES RP-8-18, глава 17: Автостоянки). https://education.agi32.com/SiteLighting/Content/Site%20Lighting/Establish%20Design%20Criteria.htm
4. Stouch Lighting. «Важность равномерности освещения в системах освещения спортивных площадок». 2024 г. https://www.stouchlighting.com/blog/the-importance-of-light-uniformity-in-sports-field-lighting-systems
5. Hyperlite. «Обеспечение равномерности освещения при планировке склада». 2025. https://hi-hyperlite.com/blogs/comprehensive-guides/warehouse-lighting-uniformity-layout-guide
6. Hyperlite. «Руководство по расстояниям между светильниками и схемам размещения линейных светильников для высоких потолков». 2025 г. https://hi-hyperlite.com/blogs/comprehensive-guides/linear-high-bay-spacing-layout-guide
7. Общество светотехники. «Коэффициент потерь света (LLF)». https://ies.org/definitions/light-loss-factor-llf
8. Ройер, М. «Сохранение светового потока и коэффициенты потери света: последствия современных подходов к проектированию светодиодных светильников». LEUKOS. 2014. https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15502724.2013.855613
9. BEGA. «Непрерывное освещение в соответствии с DIN EN 13201». https://www.bega.com/en/knowledge/lighting-theory/reference-values-for-illumination/maintained-illuminance-according-to-dinen13201
10. Рекомендации TSA/службы безопасности аэропорта (соотношение мест на парковке 4:1). https://www.sskies.org/images/uploads/subpage/PARAS_0004.Recommended_Security_Guidelines.FinalReport.v2.pdf
11. WOSEN. «Комплексные индивидуальные решения в области светодиодного освещения». https://www.wosenled.com/customization/
12. WOSEN. Главная страница. https://www.wosenled.com/