Сколько нужно света в зданиях?

«Подходы к оценке и нормированию естественного освещения жилых и общественных зданий в России и за рубежом»

В статье T.C. Вознесенской и Н.И. Дмитриенко из Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университет (СПбГАСУ) сопоставлены подходы к оценке и нормированию естественного освещения жилых и общественных зданий в России и за рубежом.

Сколько нужно света в зданиях?

«Подходы к оценке и нормированию естественного освещения жилых и общественных зданий в России и за рубежом»

В статье T.C. Вознесенской и Н.И. Дмитриенко из Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университет (СПбГАСУ) сопоставлены подходы к оценке и нормированию естественного освещения жилых и общественных зданий в России и за рубежом.

В Индии туманная погода создаёт плохую видимость, а это приводит к авариям и, соответственно, замедляет нормальную скорость движения, что может негативно сказаться на экономике страны. Возможным решением является использование монохроматического света с другой системой искусственного зрения для увеличения видимости водителей в этих условиях. В настоящий момент на светотехническим рынке существует достаточно большое количество различных видов фар с монохроматическим излучением. В этом исследовании была предпринята попытка выявления лучших образцов для применения в туманных условиях. Было проведено сравнение условий видимости при освещении двумя типами светильников с монохроматическим излучением (янтарного света с длинной волны 600 нм и зеленого света с длинной волны 545 нм), которые оценивались с помощью искусственной зрительной системы в виде камеры с дисплеем и опираясь на данные, полученные невооружённым глазом наблюдателя в туманных условиях. Результаты эксперимента показали, что янтарное монохроматическое излучение с длиной волны 600 нм лучше подходит для идентификации объектов. Янтарный свет можно использовать для освещения части дороги перед автомобилем в условиях тумана для улучшения видимости. Было замечено, что зеленое монохроматическое излучение с длиной волны 545 нм лучше работает для идентификации источника света с очень большого расстояния. Таким образом, в настоящей статье выработались рекомендации по совместной установке на транспортном средстве обоих типов светильников рассматриваемых монохроматических излучений для уменьшения аварийности в туманную погоду

1. S.K. Srivastav A.R. Sharma, K. Sachdeva. A ground observation-based climatology of winter Fog: study over Indo-Gangetic plain, India // International Journal of Environmental and Ecological Engineering. 2016, Vol. 10, #7.
2. K.J Noone, et al. Changes in aerosol sizeand phase distributions due to physical and chemical processes in fog. Tellus. 1992, 44B, pp. 489–504,
3. J.H Seinfeld, S.N Pandis. Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change, 2nd ed.; John Wiley Sons Inc.: Hoboken, NJ, USA, 2006; ISBN‑13 978–0471720188, ISBN‑10 0471720186.
4. J Un, P.A Ariya. Atmospheric organic and bio-aerosols as cloud condensation nuclei (CCN) // Atmospheric Environment. 2006, Vol. 40, pp. 795–820.
5. W. Willia., Absorption of electromagnetic radiation // Access Science. McGraw-Hill. Retrieved 8 April 2013
6. Bohren, F. Craig, R. Donald, Huffman. Absorption and Scattering of Light by Small Particles. Wiley. ISBN0–471–29340–7, 1983.
7. D. Colton, K. Kress. Inverse Acoustic and Electromagnetic Scattering Theory, Springer. ISBN3–540–62838-X, 1998.
8. W. Reusch. Infrared Spectroscopy, Michigan State University, Archived from the original on 2007–10–27, Retrieved 2006–10–27, 1999.
9. CCTV Technology Handbook, July, 2013, Homeland Security, Science and Technology, SAVER.
10. A. Stockman, Donald I.A. Macleod, Nancy E. Jhonson. Spectra sensitivities of human cones // Journal of the Optical Society of America, January 1994.

Сопоставлены подходы к оценке и нормированию естественного освещения жилых и общественных зданий в России и за рубежом. Рассмотрены рекомендации по проектированию естественного освещения, принятые в США, Великобритании, Германии, Франции, Польше и Финляндии, а также требования европейского стандарта к естественному освещению. Подчёркнуто, что сравнение отечественного опыта с зарубежным в части экологического проектирования и энергоэффективности зданий позволяет выявить соответствующие задачи по совершенствованию нормативных требований к естественному освещению в России.

1. Зубцовская Н.А., Лобкис М.А., Новикова И.И., Ивлева Г.П. Гигиеническое нормирование естественного освещения – международный и отечественный опыт (обзорная статья) / Cб. ст. науч.-практ. конф. «Современные проблемы гигиены, токсикологии и медицины труда», Омск, 27–28.02.2020. – Омск: Омская гуманитарная академия, 2020. – С. 88–97.
2. Ключко А.А. Суть и инновационный подход в развитии «зелёного» строительства // Научный электронный журнал «Меридиан». – 2020. – № 9 (43). – С. 9–11.
3. СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение». Актуализированная редакция СНиП 23–05–95*.
4. СП 23–102–2003 «Естественное освещение жилых и общественных зданий». 5. Данилюк А.М. Расчёт естественной освещённости помещений. – М.: ОНТИ, 1941. – 78 с.
6. McNicholl A., Lewis J.O. Daylighting in Buildings / Energy Research Group, University College Dublin. Ireland: for European Commission. – Dublin, 1994. – 32 p.
7. Department for Education and Employment. Lighting Design for Schools (Building Bulletin). –Stationery Office Books (TSO), 1999. – 85 p.
8. Saxena M. A New & Better Way to Calculate Daylight // Buildings. – 2008. URL: http://www.buildings.com/article-details/articleid/6340/title/a-new-betterway-to-calculate-daylight (дата обращения: 25.01.2021).
9. URL: http://www.velux.com/deic/daylight/daylight-calculations-and-measurements (дата обращения: 25.01.2021).
10. Daylight Sunlight Assessment Including internal daylight calculations. London, E15 2HY. URL: http://planningregister.londonlegacy.co.uk/swift/MediaTemp/2663–74291.pdf (дата обращения: 25.01.2021).
11. Nabil A., Mardaljevic J. Useful Daylight Illuminance: A New Paradigm for Assessing Daylight in Buildings // Lighting Research & Technology. – 2005. – Vol. 37, No. 1. – P. 41–59.
12. Mardaljevic J. et al. Daylighting metrics: is there a relation between useful daylight illuminance and daylight glare probabilty? / Proceedings of the 1st Building Simulation and Optimization Conference (BSO12), Loughborough, UK,10–11.09.2012 – P. 189–196.
13. Technische Regeln für Arbeitsstätten Beleuchtung. URL: https://www.arbeitssicherheit.de/schriften/dokument/0 %3A4401370 %2C1.html (дата обращения: 25.01.2021).
14. Уйма А. Требования по освещению помещений в нормативных документах Республики Польша и их связь с энергосбережением // Жилищное строительство. – 2015. – № 3. – С. 35–41.
15. Frank T., Manz H., Zürcher C. Physique du bâtiment. – Construction et énergie. – Zürich: vdf Hochschulverlag AG, 2014. – 51 p.
16. Besoins en éclairage naturel: le facteur de lumière du jour. – 2016. URL: http://www.bbs-slama.com/besoinsen-eclairage-naturel-le-facteur-de-lumiere-dujour/(дата обращения: 25.01.2021).
17. The first European standard for daylight in buildings. URL: https://www.sageglass.com/eu/visionary-insights/first-european-standard-daylight-buildings (дата обращения: 25.01.2021).
18. СП 131.13330.2018 «Строительная климатология» Актуализированная редакция СНиП 23–01–99.
19. Дарула С., Киттлер Р. Классификация естественного освещения в условиях облачности // Светотехника. – 2014. – № 5. – С. 37–45.
20. Дарула С., Киттлер Р. Новые предложения по нормированию естественного освещения // Светотехника. – 2012. – № 6. – С. 26–31.
21. Соловьёв А.К. Современные подходы к нормированию естественного освещения жилых зданий. Результаты исследований // Светотехника. – 2020. – № 4. – С. 5–10.

1. Старцев А.Ю. Исследование влияния плазмы на электроды мощных амальгамных ламп низкого давления и повышения срока их службы / Автореф. дис. …к-та техн. наук. – М., 2012. – 22 с.
2. Бактерицидные ультрафиолетовые лампы LIGHTTECH. URL: https://uvproduct.com/lighttech-uvlamps?y-clid=7397300950843030264 (дата обращения:10.12.2020).
3. Ультрафиолетовые лампы для установок ЛИТ. URL: https://www.marcobravo.ru/ultrafioletovye-lampy-dlya-ustanovok-lit (дата обращения: 10.12.2020).
4. Вассерман А.Л. Элементарный курс ультрафиолетовой техники для уничтожения патогенных микроорганизмов в воздушной среде. – М.: Филинъ, 2021. – 56 с.
5. Lawal O. et al. Proposed Method for Measurement of Output of Monochromatic (254 nm) Low Pressure UV Lamps // IUVA News. – 2008. – Vol. 10. No. 1. – P. 14–17.

Исследования показывают, что регулируемые системы затенения обладают множеством преимуществ для улучшения характеристик здания. Минимизация энергопотребления и максимальная эффективность естественного освещения – разумные ожидания при использовании таких систем. Для поиска наиболее подходящих систем используются разные методы. Сегодня для решения этой проблемы чаще обращаются к методам оптимизации. В литературе мало исследований по оптимизации регулируемых систем затенения. Цель данной работы – определение различных регулируемых систем затенения, типов оптимизации и используемых инструментов вычислительной оптимизации. В ней обобщаются результаты исследований и прогнозы на будущее, основанные на других рассмотренных статьях.

1. Tzempelikos A. and Athienitis A.K. The impact of shading design and control on building cooling and lighting demand // Solar Energy. 2007, Vol. 81, #3, pp. 369–382.
2. Shen H. and Tzempelikos A. Daylighting and energy analysis of private offices with automated interior roller shades // Solar Energy. 2012, Vol. 86, #2, pp. 681–704.
3. Bellia L., Marino C., Minichiello F. and Pedace A. An overview on solar shading systems for buildings // Energy Procedia. 2014, Vol. 62, pp. 309–317.
4. Al Thobaiti M.M. Intelligent and adaptive facade system: The impact of intelligent and adaptive facade on the performance and energy efficiency of buildings. 2014.
5. Al-Masrani S.M. and Al-Obaidi K.M. Dynamic shading systems: A review of design parameters, platforms and evaluation strategies // Automation in construction. 2019, Vol. 102, pp. 195–216.
6. Kirimtat A., Koyunbaba B.K., Chatzikonstantinou I., Sarıyıldız S., and Suganthan P.N. Multi-objective optimization for shading devices in buildings by using evolutionary algorithms. in 2016 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC). 2016. IEEE.
7. Kasinalis C., Loonen R.C.G.M., Costola D., and Hensen J.L.M. Framework for assessing the performance potential of seasonally adaptable facades using multi-objective optimization // Energy and Buildings. 2014, Vol. 79, pp. 106–113.
8. Shen H. and Tzempelikos A. Daylight- linked synchronized shading operation using simplified model-based control // Energy and Buildings. 2017, Vol. 145, pp. 200–212.
9. Choi S.-J., Lee D.-S., and Jo J.-H. Lighting and cooling energy assessment of multi-purpose control strategies for external movable shading devices by using shaded fraction // Energy and Buildings. 2017, Vol. 150, pp. 328–338.
10. Kirimtat, A., Krejcar, O., Ekici, B. and Taşgetiren, M.F. Multi-objective energy and daylight optimization of amorphous shading devices in buildings // Solar Energy, 2019, Vol. 185, pp. 100–111.
11. Yao, J. An investigation into the impact of movable solar shades on energy, indoor thermal and visual comfort improvements // Building and Environment, 2014, Vol. 71, pp. 24–32.
12. Kazanasmaz, T. Fuzzy logic model to classify effectiveness of daylighting in an office with a movable blind system // Building and Environment, 2013, Vol. 69, pp. 22–34.
13. Uygun, I., Kazanasmaz, Z. and Kale, S. Optimization of energy efficient luminaire layout design in workspaces. in Proceedings of International Conference CISBAT 2015 Future Buildings and Districts Sustainability from Nano to Urban Scale. 2015. LESO-PB, EPFL.
14. González, J. and Fiorito, F. Daylight design of office buildings: Optimisation of external solar shadings by using combined simulation methods // Buildings, 2015, Vol. 5, #2, pp. 560–580.
15. Mukherjee, I. and Ray, P.K. A review of optimization techniques in metal cutting processes // Computers and Industrial Engineering, 2006, Vol. 50, #(1–2), pp. 15–34.
16. Sharaidin, K., Burry, J. and Salim, F. Integration of digital simulation tools with parametric designs to evaluate kinetic facades for daylight performance. in Physical digitality: proceedings of the 30th eCAADe conference. 2012.
17. Chen, J.-Y. and Huang, S.-C. Adaptive building facade optimisation: An integrated Green-BIM approach. 2016.
18. Manzan, M. and Clarich, A. FAST energy and daylight optimization of an office with fixed and movable shading devices // Building and Environment, 2017, Vol. 113, pp. 175–184.
19. Shan, R. and Junghans, L. «Adaptive radiation» optimization for climate adaptive building facade design strategy. in Building Simulation. 2018. Springer.
20. Lim, Y.-W. and Heng, C.Y.S. Dynamic internal light shelf for tropical daylighting in high-rise office buildings // Building and Environment, 2016, Vol. 106, pp. 155–166.
21. Sheikh, M.E. and Gerber, D. Building skin intelligence a parametric and algorithmic tool for daylighting performance design integration // Proceedings of the Annual Conference of the Association of Computer Aided Design in Architecture ACADIA, 2011, pp. 170–177.
22. Grynning, S., Time, B. and Matusiak, B. Solar shading control strategies in cold climates – Heating, cooling demand and daylight availability in office spaces // Solar Energy, 2014, Vol. 107, pp. 182–194.
23. Stazi, F., Marinelli, S., Di Perna, C. and Munafo, P. Comparison on solar shadings: Monitoring of the thermo-physical behaviour, assessment of the energy saving, thermal comfort, natural lighting and environmental impact // Solar Energy, 2014, Vol. 105, pp. 512–528.
24. Olbina, S. and Beliveau, Y. Developing a transparent shading device as a daylighting system // Building Research and Information, 2009, Vol. 37, #2, pp. 148–163.
25. Lee, K., Han, K. and Lee, J. The Impact of Shading Type and Azimuth Orientation on the Daylighting in a Classroom–Focusing on Effectiveness of Facade Shading, Comparing the Results of DA and UDI // Energies, 2017, Vol. 10, #5, p. 635.
26. Chan, Y.-C. and Tzempelikos, A. Daylighting and energy analysis of multi-sectional facades // Energy Procedia, 2015, Vol. 78, pp. 189–194.
27. Appelfeld, D., McNeil, A. and Svendsen, S. An hourly based performance comparison of an integrated micro-structural perforated shading screen with standard shading systems // Energy and Buildings, 2012, Vol. 50, pp. 166–176.
28. Lim, H.S. and Kim, G. Predicted performance of shading devices for healthy visual environment // Indoor and Built Environment, 2010, Vol. 19, #4, pp. 486–496.
29. Kirimtat, A., Koyunbaba B.K., Chatzikonstantinou, I. and Sarıyıldız, S. Review of simulation modeling for shading devices in buildings // Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, Vol. 53, pp. 23–49.
30. Tzempelikos, A., Athienitis, A.K. and Karava, P. Simulation of facade and envelope design options for a new institutional building // Solar Energy, 2007, Vol. 81, #9, pp. 1088–1103.
31. Tzempelikos, A. and Shen, H. Comparative control strategies for roller shades with respect to daylighting and energy performance // Building and Environment, 2013, Vol. 67, pp. 179–192.
32. Singh, R., Lazarus, I.J. and Kishore, V.V.N. Effect of internal woven roller shade and glazing on the energy and daylighting performances of an office building in the cold climate of Shillong // Applied energy, 2015, Vol. 159, pp. 317–333.
33. Meresi, A. Evaluating daylight performance of light shelves combined with external blinds in south-facing classrooms in Athens, Greece // Energy and Buildings, 2016, Vol. 116, pp. 190–205.
34. Sherif, A.H., Sabry, H.M. and Gadelhak, M.I. The impact of changing solar screen rotation angle and its opening aspect ratios on Daylight Availability in residential desert buildings // Solar Energy, 2012, Vol. 86, #11, pp. 3353–3363.
35. Jayathissa, P., Luzzatto, M., Schmidli, J., Hofer, J., Nagy, Z. and Schlueter, A. Optimising building net energy demand with dynamic BIPV shading // Applied energy, 2017, Vol. 202, pp. 726–735.
36. Yi, Y.K., Yin, J. and Tang, Y. Developing an advanced daylight model for building energy tool to simulate dynamic shading device // Solar Energy, 2018, Vol. 163, pp. 140–149.
37. Ayoub, M. Integrating illuminance and energy evaluations of cellular automata controlled dynamic shading system using new hourly-based metrics // Solar Energy, 2018, Vol. 170, pp. 336–351.
38. Lee, K., Han, K. and Lee, J. Feasibility study on parametric optimization of daylighting in building shading design // Sustainability, 2016, Vol. 8, #12, pp. 1220.
39. Galapagos – Grasshopper. 14.06.2019]; Available from: https://www.grasshopper3d.com/group/galapagos.
40. Deb, K., Pratap, A., Agarwal, S. and Meyarivan, T. A fast and elitist multiobjective genetic algorithm // NSGA-II. IEEE transactions on evolutionary computation, 2002, Vol. 6, #2, pp. 182–197.
41. Optimo – Optimization Algorithm for Dynamo. 24.06.2019]; Available from: https://dynamobim.org/optimo/.
42. Software modeFRONTIER; Integration, Optimization and Post Processing. 29.06.2019]; Available from: https://www.esss.co/en/modefrontier-optimization-software/.
43. Datta, S. In Optimization in Industry: Present Practices and Future Scopes, pp. 63–65.
44. Li, L., Qu, M. and Peng, S. Performance evaluation of building integrated solar thermal shading system: Building energy consumption and daylight provision // Energy and Buildings, 2016, Vol. 113, pp. 189–201.

Проведён анализ работ по деградации светодиодов (СД) с квантовыми ямами (КЯ). Предложена расчётная модель зависимости светового потока СД от времени протекания тока СД и его плотности, позволяющая прогнозировать срок службы этих излучателей при заданных электрических режимах и температуре. Показано, что: 1) падение квантового выхода СД с КЯ на основе широкозонных полупроводников при длительном протекании прямого тока происходит вследствие генерации точечных дефектов в области расположения КЯ; 2) точечные дефекты возникают в результате взаимодействия горячих электронов с атомами полупроводника вследствие их подпорогового смещения из узлов кристаллической решётки; 3) точечные дефекты создают в запрещённой зоне полупроводника безызлучательные рекомбинационные центры определённой концентрации, вследствие чего в КЯ и барьерах между КЯ происходит перераспределение интенсивностей рекомбинационных потоков в сторону безызлучательной компоненты в модели АВС.

1. Nakamura S., Iwasa M.S. Method of manufacturing p-type compound semiconductors / Patent N5306662. Apr.1994. Japan.
2. Amano H., Akasaki I. et.al. Method for producing a luminous element of III-group nitride / Patent N5496766. Mar. 1996. Japan.
3. Шмидт Н.М., Усиков А.С., Шабувина Е.И., Черняков А.Е., Курин С.Ю., Макаров Ю.Н., Хелава Х.И., Панченко Б.П. Изучение механизмов, ответственных за деградацию эффективности светодиодов на основе нитридов третьей группы // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. – 2015. – Т. 15, № 1, – С. 46–53.
4. Yunovich A.E., Kovalev A.N., Kudryashov V.E., Manyakhin F.I., Turkin A.N. Aging of InGaN/AlGaN/GaN light emitting diodes // MRS Online Proceeding Library. – 1997. – Vol. 482, January. DOI: 10.1557/PROC‑482–1041
5. Kudryashov V.E., Mamakin S.S., Turkin A.N., Yunovich A.E., Kovalev A.N., Manyakhin F.I. Dependence of aging on homogeneities in In-GaN/AlGaN/GaN light-emitting diodes / Materials Research Society Symposium – Proceedings. The 1999 MRS Fall Meeting Symposium W’GaN and Related Alloys’. Boston, MA, USA, 2000.
6. Войцеховский А.В., Горн Д.И. Механизмы рекомбинации в структурах InGaN/GaN с квантовыми ямами при высоких уровнях инжекции // Изв. вузов. Физика. – 2015. – Т. 58, № 8–2. – С. 171–173.
7. Yang S.-C., Lin P., Wang C.-P., Huang S.B., Chen C.-L., Chiang P.- F., Lee A.-T., Chu M.-TT. Failure and degradation mechanisms of light-power white light emitting diodes // Microelectronics Reliability. – 2010. – Vol. 550. – Р. 959–964.
8. Yung K.S., Liem H., Choy H.S., Lun W.K. Degradation mechanism beyond self-heating power light-emitting diodes // J. Appl. Phys. – 2011. – Vol. 109. – 094509. DOI: 10.1063/1.3580264.
9. Meneghesso G., Meneghini M., Zanoni E. Recent results on the degradation of white LEDs for lighting // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2010. – Vol. 43(35). – 354007. DOI: 10.1088/0022–3727/43/35/354007
10. Piva F., Santi C. De., Deki M., Kushimoto M., Amano H., Tomozawa H., Shibata N., Meneghesso G., Zanoni E., Meneghini M. Modeling the degradation mechanisms of AlGaN-based UV–C LEDs: from injection efficiency to mid-gap state generation // Photonic Research. – 2020. – Vol. 8, No. 11. – Р. 786–179.
11. Маняхин Ф.И., Наими Е.К., Рабинович О.И., Сушков В.П. Динамически-емкостной метод измерения концентрации неподвижных зарядовых центров в полупроводниковых материалах типа AIIIBV, подвергаемых ультразвуковому воздействию // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2006. – Т. 72, № 5. – С. 20–25.
12. Наими Е.К., Никифоров С.Г., Рабинович О.И., Сушков В.П. Влияние ультразвуковой вибрации на деградацию светоизлучающих диодов // Изв. вузов. Материалы электронной техники. – 2009. – № 1. – С. 86–92.
13. Маняхин Ф.И. Механизм и закономерность снижения светового потока светодиодов на основе структур AlGaN/InGaN/GaN с квантовыми ямами при длительном протекании прямого тока различной плотности // ФТП. – 2018. – Т. 52, Вып. 3. – С. 378–384.
14. Dai O., Shan Q., Wang J., Chhajed S., Cho J., Shubert E.F. Crawford M.H., Koleske D.D., Kim M.-H., Park Y. Carrier recombination mechanisms and efficiency drop in GaInN/GaN light-emitting diodes // Appl. Phys. Lett. – 2010. – Vol. 97. – 133507.
15. Hopkins M.A., Allsopp W.E., Kappers M.J., Oliver R.A., Humphreys C.J. The ABC model of recombination reinterpreted: impact on understanding carrier transport and efficiency droop in InGaN/GaN light emitting diodes // J. Appl. Phys. – 2017. – Vol. 122. – 234505.
16. Маняхин Ф.И., Мокрецова Л.О. Физико-математическая модель зависимости внутренней квантовой эффективности светодиодов с квантовыми ямами от тока // Светотехника. – 2020. – № 5. – С. 73–78.
17. Маняхин Ф.И., Ваттана А.Б., Мокрецова Л.О. Применение механизма рекомбинации Шокли-Нойса-Саа для модели вольт-амперной характеристики светодиодных структур с квантовыми ямами // Светотехника. – 2020. – № 4. – С. 45–50.
18. Маняхин Ф.И. Влияние режимов эксплуатации светодиодов на процесс дефектообразования в области p-n перехода и снижение квантового выхода // Изв. вузов. Материалы электронной техники. – 2010. – № 2. – С. 54–57
19. Викулин И.М., Ирха В.И., Коробицын Б.В., Горбачев В.Э. Закономерности деградации светоизлучающих диодов // Технологии и конструирование в электронной аппаратуре. – 2004. – № 2. – С. 55–56.
20. Meneghini M., Trevisanello L-R, Zahner T., Strauss U., Meneghesso G., Zanoni E. High-Temperature degradation of GaN LEDs related to passivation // IEEE Transactions on Electron Dev. – 2006. – Vol. 53, No. 12. – P. 2982–2986.
21. Meneghesso G., Levada S., Pierobon R., Rampazzo F., Zanoni E., Cavalini A., Castalini A., Scamareio G., Du S., Eliashevich L. Degradation mechanisms on GaN-based LEDs after acselerfted DC current aging / Digest. International Electron Devices Meeting. – Dec. 8, 2002. – P. 103–105. DOI: 10.1109/IEDM.2002.1175789.
22. Vasiljeva E.D., Chernyakov A.E., Snegov F.M., Smidt N.M., Zakgeim A.L., Yakimov E.B. Some common phenomena of InGaN/GaN based blue light emitting diode degradation // Light & Engineering. – 2007. – Vol. 15, No. 4. – P. 53–56.
23. Гончарова Ю.С., Гарипов И.Ф., Солдаткин В.С. Ускоренные испытания полупроводниковых источников света на долговечность // Электроника, измерительная техника, радиотехника и связь. – 2013. – № 2(28). – С. 51–53.
24. Горюнов Н.Н., Маняхин Ф.И., Клебанов М.П., Лукашев Н.В. Импульсный трехчастотный метод измерения параметров заряженных центров в области пространственного заряда полупроводниковых структур // Приборы и системы управления. – 1999. – № 10. – C. 46–49
25. Маняхин Ф.И. Природа сопротивления компенсированного слоя и механизмы рекомбинации в светодиодных структурах // Изв. вузов. Материалы электронной техникию. – 2006. – № 4. – С. 20–25.
26. Manyakhin F.I., Mokretsova L.O. Modeling the energy structure of a GaN p-i-n junction // Russian Microelectronics. – 2018. – Vol. 47. – P. 619–623.
27. SahT., Noyce R.N., Shockley W Carrier Generation and Recombination in P-N Junctions and P-N Junction Characteristics // Proc. IRE. – 1957. – Vol. 45. – P. 1228–1243.
28. Shockley W. The Theory of p-n Junctions in Semiconductors and p-n Junction Transistors // Bell Syst. Tec. J. – 1949. – Vol. 28. – P. 435–489.
29. NSM Archive. Physical Properties of Semiconductors. URL: http://www. ioffe.rssi.ru/SVA/NSM/Semicond/ (дата обращения: 28.01.2021).

Для корректной работы светильники на основе светодиодов нуждаются в определённых условиях питания. Большинство драйверов обладают недостатками в виде потерь при эксплуатации. Этот вопрос становится все более актуальным при питании ограниченными источниками, такими как возобновляемые источники энергии. Для решения этой проблемы в настоящем исследовании предлагается новый энергоэффективный драйвер для светильников на основе светодиодов, выполненный по технологии одноконцового первичного индуктивного преобразователя (SEPIC) нулевого напряжения (ZVS). Драйвер и, следовательно, светильники были разработаны для питания от фотоэлектрических (ФЭ) панелей. Кроме того, для получения оптимальной эффективности от системы питания был разработан адаптивный алгоритм поиска точки максимальной мощности (ТММ) у ФЭ панели. Из-за преимуществ виде отсутствия обратной полярности для поиска ТММ был использован SEPIC преобразователь, который строится на базе обыкновенного BOOST преобразователя напряжения с добавлением разделительного конденсатора, устанавливаемого между катушкой индуктивности и диодом. Эта функция позволяет повысить энергоэффективность низковольтного генератора ZVS. Предлагаемая модель была разработана под программное обеспечение PSIM (physical security information management) со всеми компонентами: фотоэлектрическими панелями, генератором ZVS, SEPIC преобразователем и светильниками на основе светодиодов. Детальный анализ проводился с использованием системных графиков в различных условиях эксплуатации в виде различных уровней облучённости. Результаты показывают, что предложенная модель является энергоэффективной и модульной из-за своей малообъемной структуры. Таким образом, данная модель позволит разрабатывать драйвер меньших размеров с минимальными потерями.

1. Tikhonov P V. Energy-Saving LED Lighting System with Parallel Power Supply by Photovoltaic Modules and by Network // Light & Engineering. 2020, Vol. 28, pp. 36–40.
2. Özbay H, Efe SB, Özer İ. PV System Design for Farm Houses: A Case Study in Bandirma // Int. Eng. Nat. Sci. Conf. (IENSC2019). 2019, p. 710–7.
3. Efe SB, Varhan D. Interior Lighting of a Historical Building by using LED Luminaires: A Case Study of Fatih Paşa Mosque // Light Eng. 2020, Vol. 28, pp. 77–83.
4. Djuretic A., Kostic M. Actual energy savings when replacing high-pressure sodium with LED luminaires in street lighting // Energy. 2018, Vol. 157, pp. 367–78.
5. Jiang Y., Li S., Guan B., Zhao G., Boruff D., Garg L., et al. Field evaluation of selected light sources for roadway lighting // J Traffic Transp Eng (English Ed. 2018, Vol. 5, pp. 372–85.
6. Yoomak S., Ngaopitakkul A. Optimisation of lighting quality and energy efficiency of LED luminaires in roadway lighting systems on different road surfaces. Sustain Cities Soc 2018;38:333–47.
7. Gerber D.L., Liou R., Brown R. Energy-saving opportunities of direct-DC loads in buildings. Appl Energy 2019;248:274–87.
8. Nestyorkina NP, Zhuravlyova YA, Kovalenko OY, Mikayeva SA. Comparative Analysis of the Characteristics of LED Filament Lamps For Household Lighting // Light Eng. 2020, Vol. 28, pp. 71–5.
9. Ayaz M, Yucel U, Erhan K, Ozdemir E. A Novel Cost-Efficient Daylight-Based Lighting System for Public Buildings: Design and Implementation // Light Eng. 2020, Vol. 28, pp. 60–70.
10. Elibol E, Özmen ÖT, Tutkun N, Köysal O. Outdoor performance analysis of different PV panel types // Renew Sustain Energy Rev. 2017, Vol. 67, pp. 651–61.
11. Hegedüs J., Hantos G., Poppe A. Light output stabilisation of LED based streetlighting luminaires by adaptive current control // Microelectron Reliab. 2017, Vol. 79, pp. 448–56.
12. Cengiz M.S., Yetkin S. Thermal Analysis in Fixed, Flowed and Airless Environment for Cooling in LED Luminaires // Light Eng. 2020, Vol. 28, pp. 28–35.
13. Huang B.J., Chen C.W., Ong C.D., Du B.H., Hsu P.C. Development of constant-power driving control for light-emitting-diode (LED) luminaire // Appl Therm Eng. 2013б Vol. 50, pp. 645–51.
14. Karafil A., Ozbay H., Oncu S. Design and Analysis of Single-Phase Grid-Tied Inverter With PDM MPPT-Controlled Converter // IEEE Trans POWER Electron. 2020, Vol. 35, pp. 4756–66.
15. Jiang LL, Srivatsan R, Maskell DL. Computational intelligence techniques for maximum power point tracking in PV systems: A review // Renew Sustain Energy Rev. 2018, Vol. 85, pp. 14–45.
16. Sheik Mohammed S, Devaraj D, Imthias Ahamed TP. A novel hybrid Maximum Power Point Tracking Technique using Perturb & Observe algorithm and Learning Automata for solar PV system // Energy. 2016, Vol. 112, pp. 1096–106.
17. Majstorovic M, Mrsevic D, Duric B, Milesevic M, Stevic Z, Despotovic Z V. Implementation of MPPT Methods with SEPIC Converter. 2020 19th Int. Symp. INFOTEH-JAHORINA, INFOTEH 2020, 2020, p. 1–6.
18. Necaibia S, Kelaiaia MS, Labar H, Necaibia A, Castronuovo ED. Enhanced auto-scaling incremental conductance MPPT method, implemented on low-cost microcontroller and SEPIC converter // Sol Energy. 2019, Vol. 180, pp. 152–68.
19. Chiang S.J., Shieh H.J., Chen M.C. Modeling and control of PV charger system with SEPIC converter // IEEE Trans Ind Electron. 2009, Vol. 56, pp. 4344–53.
20. Raj A., Arya S.R., Gupta J. Solar PV array-based DC–DC converter with MPPT for low power applications // Renew Energy Focus. 2020, Vol. 34, pp. 109–19.
21. Unnikrishnan C.K., Raj C.R. High frequency quasi resonant SEPIC converter for wide range of operation // 2014 Int. Conf. Circuits, Power Comput. Technol. ICCPCT 2014, IEEE. 2014, pp. 984–9.
22. Oncu S., Ozbay H. Simulink model of parallel resonant inverter with DSP based PLL controller // Elektron Ir Elektrotechnika. 2015, Vol. 21, pp. 14–7.

Предложено смарт-окно с решёточным оптическим фильтром нового типа, обеспечивающим динамическое суточное и годовое регулирование светопропускания окна без использования жалюзи и тому подобных устройств. Фильтр ослабляет прямую солнечную радиацию, пропуская рассеянную и отражённую, создавая этим в помещениях более комфортные условия естественного освещения, инсоляции и солнцезащиты. Модифицирована методика расчёта решёточного фильтра и проведено численное моделирование для демонстрации возможностей нового способа динамического регулирования светопропускания. Определены оптимальные геометрические параметры фильтра для смарт-окна с одинарным остеклением при заданном азимуте ориентации окна. Рассчитаны ежечасные значения коэффициента светопропускания фильтра в течение светлого времени суток для 15 числа каждого месяца с апреля по сентябрь и построены теоретические и скорректированные с учётом отражения и поглощения угловые характеристики светопропускания фильтра. Получены средние ежемесячные значения теоретического и скорректированного коэффициентов светопропускания смарт-окна, по результатам расчётов через каждый час относительно времени суток, когда азимуты солнца и окна равны. Показано, что смарт-окно со встроенным решёточным оптическим фильтром обеспечивает минимальное светопропускание в заданное время дня с учётом азимута окна, географических координат здания, сезонного и суточного распределения интенсивности солнечной радиации в расчётный день года, а в остальное время с наиболее востребованной защитой от солнечной радиации фильтр функционирует в допустимых пределах. Констатировано, что смарт-окно со встроенным оптическим фильтром наиболее подходит для помещений с длительным пребыванием людей в светлое время суток – офисных, учебных, промышленных и др., чтобы обеспечивать комфортное естественное освещение и требуемые инсоляционный и тепловой режимы в рабочее время.

1. Rumbarger J., Vitullo R.J. Architectural Graphic Standards for Residential Construction. – John Wiley and Sons, 2003. – 505 p.
2. Fernandes L.L., Lee E.S., McNeil A., Jonsson J.C., Nouidui T., Pang X., Hoffmann S. Angular selective window systems: Assessment of technical potential for energy savings // Energy and Buildings. – 2015. – No. 90. – P. 188–206.
3. Luecke G.R., Slaughter J. Design, development, and testing of an automated window shade controller // ASME J. Sol. Energy Eng. – 1995. – No. 117 (4). – P. 326–332.
4. James P.A.B., Bahaj A.S. Holographic optical elements: various principles for solar control of conservatories and sunrooms // Solar Energy. – 2005. – Vol. 78. – P. 441–454.
5. Соловьёв А.К., Би Ж. Выбор площади оконных проёмов жилых зданий в условиях муссонного климата Дальнего Востока РФ и северных районов КНР // Светотехника. – 2019. – № 5. – С. 49–53.
6. Baloukas B., Loquai S., Martinu L. VO2-based thermally active low emissivity coatings // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. – 2018. – Vol. 183. – P. 25–33.
7. Liu H., Xie Z.-X., Lu J., Han Y.-F., Wei Y.-Q., Guo G.-C. A dual-emitting inorganic-organic hybrid material with emission intensity enchanced via electron-transfer photochromism // Dyes and Pigments. – 2020. – Vol. 181. – 108441.
8. Seeboth A., Ruhmann R., Muhling O. Thermotropic and Thermochromic Polymer Based Materials for Adaptive Solar Control // Materials. – 2010. – Vol. 3. – P. 5143–5168.
9. Nishizawa K., Yamada Y., Yoshimura K. Low-temperature chemical fabrication of Pt-WO3 gasochromic switchable films using UV irradiation // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. – 2017. – Vol. 170. – P. 21–26.
10. Nguyen D., Yeo L.P., Ong A.J., Zhiwei W., Mandler D., Magdassi S., Tok A.I.Y. Electrochromic smart glass coating on functional nano-frameworks for effective building energy conservation // Mater. Today Energy. – 2020. – Vol. 18. – 100496.
11. Casini M. Smart windows for energy efficiency of buildings / In Proc. 2th Int. Conf. on Advances In Civil, Structural and Environmental Engineering – ACSEE2014. USA: Institute of Research Engineers and Doctors. – 2014. – P. 273–281.
12. Casini M. Smart Buildings: Advanced Materials and Nanotechnology to Improve Energy-Efficiency and Environmental Performance. – Woodhead Publishing, 2016. – 384 p.
13. Rezaei S.D., Shannigrahi S., Ramakrishna S. A review of conventional, advanced, and smart glazing technologies and materials for improving indoor environment // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. – 2017. – Vol. 159. – P. 26–51.
14. Zakirullin R.S. Optimized angular selective filtering of direct solar radiation // J. Opt. Soc. Am. A. – 2018. – Vol. 35. – P. 1592–1598.
15. Zakirullin R.S. A smart window for angular selective filtering of direct solar radiation // J. Sol. Energy Eng. – 2020. – Vol. 142. – 011001.
16. Закируллин Р.С. Способ регулирования направленного светопропускания / Патент России № 2509324. 2014. Бюл. № 7.
17. Закируллин Р.С. Способ углового регулирования направленного светопропускания окна / Патент России № 2677069. 2019. Бюл. № 2.

Функциональное или основное освещение, целью которого является создание комфортной видимости в первую очередь, но не светового образа объекта (декоративное освещение), в том числе определяет циркадное влияние света на самочувствие человека. В настоящем исследовании проводился психофизический эксперимент в два сеанса (утром и днём) в течение 60 дней. Эксперимент был разработан для изучения влияния различных условий циркадного освещения на уровень внимания, мозговую активность и качество сна. Основные зависимости исследовались с помощью регулировки спектрального состава излучения при контролируемой коррелированной цветовой температурой (КЦТ) и значении освещённости. Во время эксперимента наблюдателями выполнялась задачи PVSAT, снималась электроэнцефалограмма (ЭЭГ) и заполнялся опросник PSQI. В эксперименте участвовало 20 наблюдателей. Результаты показали, что белое освещение с высоким уровнем циркадных стимулов и высоким уровнем меланопического облучения значительно повышает уровень внимания, мозговую активность и качество сна по сравнению с низким уровнем циркадных стимулов.

1. Berson D.M., Dunn F.A., and Takao M. Phototransduction by retinal ganglion cells that set the circadian clock // Science. 2002, Vol. 295, #5557, pp. 1070–1073.
2. Hattar S. Melanopsin-Containing Retinal Ganglion Cells: Architecture, Projections, and Intrinsic Photosensitivity // Science. 2002, Vol. 295, #5557, pp. 1065–1070.
3. Revell V. L. and et al. Predicting human nocturnal nonvisual responses to monochromatic and polychromatic light with a melanopsin photosensitivity function // Chronobiology International. 2010, Vol. 27, #(9–10), pp. 1762–1777.
4. Sletten T.L. and et al. Randomised controlled trial of the efficacy of a blue-enriched light intervention to improve alertness and performance in night shift workers // Occupational and Environmental Medicine. 2017, Vol. 74, #11, pp. 792–801.
5. Torbj Rn. K. and et al. Night work and breast cancer in women: a Swedish cohort study // Bmj Open. 2015, Vol. 5, #4, pp. e008127.
6. Parveen B. and et al. Nightshift work and risk of ovarian cancer // Occupational & Environmental Medicine. 2013, Vol. 70, #4, pp. 231–237.
7. Viola A.U. and et al. Blue-enriched white light in the workplace improves self-reported alertness, performance and sleep quality // Scandinavian Journal of Work, Environment & Health. 2008, Vol. 34, #4, pp. 297–306.
8. Sahin L. and Figueiro M.G. Alerting effects of short-wavelength (blue) and long-wavelength (red) lights in the afternoon // Physiology & Behavior. 2013, Vol. 116, pp. 1–7.
9. Illumination, I.C.o., CIE S026:2018 CIE System for Metrology of Optical Radiation for ipRGC–Influenced Responses to Light, 2020.
10. Rea M.S. and et al. Modelling the spectral sensitivity of the human circadian system // Lighting Research & Technology. 2012, Vol. 44, #4, pp. 386–396.
11. Rea M.S. and Figueiro M.G. Light as a circadian stimulus for architectural lighting // Lighting Research & Technology. 2018, Vol. 50, #4, pp. 497–510.
12. Rea M.S. and et al. A model of phototransduction by the human circadian system // Brain Research Reviews. 2005, Vol. 50, #2, pp. 213–228.
13. Sloane P.D. and et al. Effect of homebased light treatmenton persons with dementia and their caregivers // Lighting Research & Technology. 2015, Vol. 47, #2, pp. 161–176.
14. Young C.R. and et al. At-Sea Trial of 24-h-Based Submarine Watchstanding Schedules with High and Low Correlated Color Temperature Light Sources // Journal of Biological Rhythms. 2015, Vol. 30, #2, pp. 144–154.
15. Ye M. and et al. The effect of dynamic correlated colour temperature changes on alertness and performance // Lighting Research & Technology. 2018, Vol. 50, #7, pp. 1070–1081.
16. Figueiro M.G. and et al. Circadian-effective light and its impact on alertness in office workers // Lighting Research & Technology. 2019, Vol. 51, #2, pp. 171–183.
17. Zheng S.Q. The effect of light on human alertness, performance and circadian rhythem. 2018, Zhejiang University.
18. Souman J.L. and et al., Spectral Tuning of White Light Allows for Strong Reduction in Melatonin Suppression without Changing Illumination Level or Color Temperature // Journal of Biological Rhythms. 2018, Vol. 33, #4, pp. 420–431.
19. Rebec K.M. and Gunde M.K.E. High-performance lighting evaluated by photobiological parameters // Applied Optics. 2014, Vol. 53, #23, pp. 5147–53.
20. Žukauskas A., Vaicekauskas R., and Vitta P.K. Optimization of solid-state lamps for photobiologically friendly mesopic lighting // Applied Optics. 2012, Vol. 51, #35, pp. 8423–32.
21. Dai Q. and et al., Circadian-effect engineering of solid-state lighting spectra for beneficial and tunable lighting // Optics Express. 2016, Vol. 24, #18, pp. 20049–20058.
22. Aladov A.V. and et al. Concerning biological equivalent of radiation of light-emitting diode and lamp light sources with correlated colour temperature from 1800 k up to 10000 k // Light & Engineering. 2012, Vol. 20, #3, pp. 9–14.
23. Horne J.A. and Ostberg Ö. A Self Assessment Questionnaire to Determine Morningness Eveningness in Human Circadian Rhythms // Int J Chronobiol. 1976, Vol. 4, #2, pp. 97–110.
24. Figueiro M.G. and Rea M.S. Lack of short-wavelength light during the school day delays dim light melatonin onset (DLMO) in middle school students // Neuroendocrinology Letters. 2010, Vol. 31, #1, pp. 92–96.
25. Figueiro M.G. and et al. The impact of daytime light exposures on sleep and mood in office workers // Sleep Health. 2017, Vol. 3, #3, pp. 204–215.
26. Wang Y. and et al., A model for evaluating visual fatigue under LED light sources based on long-term visual display terminal work // Lighting Research & Technology. 2018, Vol. 50, #5, pp. 729–738.
27. Figueiro M.G. and et al., Light at Night and Measures of Alertness and Performance: Implications for Shift Workers // Biological Research for Nursing. 2016, Vol. 18, #1, pp. 90–100.
28. Cajochen C. and et al., Evening administration of melatonin and bright light: interactions on the EEG during sleep and wakefulness // Journal of Sleep Research. 2010, Vol. 7, #3, pp. 145–157.
29. Buysse D.J. and et al., The Pittsburgh sleep quality index: A new instrument for psychiatric practice and research // Psychiatry Research, 1989.
30. Chellappa, S.L. and et al., Non-Visual Effects of Light on Melatonin, Alertness and Cognitive Performance: Can Blue-Enriched Light Keep Us Alert // Plos One. 2011, Vol. 6, #1, pp. 11.
31. Motamedzadeh M. and et al., The effect effect of blue-enriched white light on cognitive performances and sleepiness of night-shift workers: A field study // Physiology & Behavior. 2017, Vol. 177, pp. 208–214.
32. Gevins A., et al. High-resolution EEG mapping of cortical activation related to working memory: effects of task difficulty, type of processing, and practice // Cerebral Cortex. 1997, Vol. 7, #4, pp. 374–385.
33. Gundel A. and Wilson G.F. Topographical changes in the ongoing EEG related to the difficulty of mental tasks // Brain Topography. 1992, Vol. 5, #1, pp. 17–25.
34. Mccallum W.C., Cooper R., and Pocock P.V. Brain slow potential and ERP changes associated with operator load in a visual tracking task // Electroencephalography & Clinical Neurophysiology. 1988, Vol. 69, #5, pp. 453–468.
35. Cajochen C., et al., Dose-response relationship for light intensity and ocular and electroencephalographic correlates of human alertness // Behavioural Brain Research. 2000, Vol. 115, #1, pp. 75–83.
36. Cluitmans et al., Higher light intensity induces modulations in brain activity even during regular daytime working hours // Lighting Research & Technology, 2016.

Целью данной работы является разработка методов прогнозирования вероятности появления дискомфорта при естественном освещении (DGP, daylight glare probability). Для сравнения эффективности недавно разработанных моделей применялись подходы на основе линейной регрессии и машинного обучения, а модели сравнивались с существующими уравнениями. Результаты показывают, что разработанные модели более точны в прогнозировании DGP, чем существующие уравнения. Кроме того, второе открытие этого исследования заключается в том, что комбинация азимута (Az) и высоты (Aa) угла солнца и времени суток (T) вместе с вертикальной освещённостью в поле зрения (Ev) обеспечивает незначительно лучшие характеристики, чем одна только Ev из-за зависимости этих факторов друг от друга. Следовательно, разработанные модели могут применяться в случае, если для упрощения вычислений предпочтительна линейная модель. Для повышения эффективности прогнозирования рекомендуется использовать модели алгоритма «случайный лес» (random forest, RF) на основе Ev, Az, Aa и T, поскольку они лучше справляются с нелинейной формой зависимрости. Ещё одним достижением этой работы является то, что модель классификации была разработана для прогнозирования DGP> 0,4 с помощью алгоритма случайного леса с учётом Ev, Az, Aa и T при точности 90 %, за счёт чего расширяются возможности использования существующих методов в условиях, когда солнце находится в поле зрения.

1. Yan D., Hong T., Li C., Zhang Q., An J., and Hu S. A thorough assessment of China’s standard for energy consumption of buildings // Energy Build, 2017. Vol. 143, pp. 114–128.
2. Yao J. Determining the energy performance of manually controlled solar shades: A stochastic model based co-simulation analysis // Appl. Energy, 2014. Vol. 127, pp. 64–80.
3. Lee H., Jeon G., Seo J., and Kim Y. Daylighting performance improvement of a light-shelf using diffused reflection // Indoor Built Environ., 2017. Vol. 26, # 5, pp. 717–726.
4. Shen H.and Tzempelikos A. Daylighting and energy analysis of private offices with automated interior roller shades // Sol. Energy, 2012. Vol. 86, # 2, pp. 681–704.
5. Skarning G. C. J., Hviid C.A., and Svendsen S. The effect of dynamic solar shading on energy, daylighting and thermal comfort in a nearly zero-energy loft room in Rome and Copenhagen // Energy Build., 2017. Vol. 135, pp. 302–311.
6. Yao J. An investigation into the impact of movable solar shades on energy, indoor thermal and visual comfort improvements // Build. Environ., 2014. Vol. 71, pp. 24–32.
7. Hirning M. B., Isoardi G.L., and Garcia-Hansen V.R. Prediction of discomfort glare from windows under tropical skies // Build. Environ., 2017. Vol. 113, pp. 107–120.
8. Konstantzos I.and Tzempelikos A. Daylight glare evaluation with the sun in the field of view through window shades // Build. Environ., 2017. Vol. 113, pp. 65–77.
9. Wienold J. Dynamic daylight glare evaluation // IBPSA 2009 – Int. Build. Perform. Simul. Assoc. 2009, pp. 944–951.
10. Wienold J. Dynamic simulation of blind control strategies for visual comfort and energy balance analysis // IBPSA 2007 – Int. Build. Perform. Simul. Assoc. 2007, pp. 1197–1204.
11. Wienold J.and Christoffersen J. Evaluation methods and development of a new glare prediction model for daylight environments with the use of CCD cameras // Energy Build., 2006. Vol. 38, #7, pp. 743–757.
12. Kunwar N. and Bhandari M. A comprehensive analysis of energy and daylighting impact of window shading systems and control strategies on commercial buildings in the United States // Energies, 2020. Vol. 13, # 9.
13. Konstantzos I., Tzempelikos A., and Chan Y.C. Experimental and simulation analysis of daylight glare probability inoffices with dynamic window shades // Build. Environ., 2015. Vol. 87, pp. 244–254.
14. Xiong J.and Tzempelikos A. Model-based shading and lighting controls considering visual comfort and energy use // Sol. Energy, 2016. Vol. 134, pp. 416–428.

Приведено аналитическое выражение, аппроксимирующее экспериментальные данные по суточной естественной освещённости на земной поверхности при разных видах и состояниях облачного покрова в 11-летнем цикле активности Солнца и диапазоне угловой высоты Солнца от 0 до 90о. Определены и таблично представлены значения входящих в выражение переменных для прямой, рассеянной и суммарной освещённостей на земной поверхности при разных видах и состояниях облачного покрова и, отчасти, подстилающей поверхности. Представленные данные могут использоваться в исследованиях по зрительному восприятию, светотехнических расчётах, архитектурно-строительной практике и т.п.

1. Глезер В.Д. Зрение и мышление. – Л.: Наука: ЛО, 1985. – 244 с.
2. Schwabe H. Sonnenbeobachtungen im Jahre 1843 // Astronomische Nachrichten. – 1844. – Bd. 21. – S. 233.
3. Leonidov A.V. Changes in the natural irradiance and illumination of the earth’s surface during the 11-year cycle of solar activity // Light & Engineering. – 2020. – Vol. 28, No. 2. – P. 61–66.
4. Таблицы для расчёта природной освещённости и видимости / Составлены Астрофиз. лаб. Ленинградского ун-та под рук. проф. В.В. Шаронова. – М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1945. – 199 с.
5. Leonidov A.V. Calculation of the Natural Illumination of the Earth’s Surface at Different States of Cloud Cover // Atmospheric and Oceanic Physics,– 2019. – Vol. 55, No. 11. – P. 1592–1601.
6. Мешков В.В. Основы светотехники: Учеб. пособие для вузов. Ч. 1–2-е изд., перераб. – М.: Энергия,1979. – 368 с.
7. Аллен К.У. Астрофизические величины (Справочник). Пер. с англ. – М.: Мир, 1977. – 279 с.
8. Боровиков В.П. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере. – 2-е изд. – СПб: Питер, 2003. – 688 с.
9. Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений. – 2-е изд., испр. и доп. – Л.: Наука: ЛО, 1967. – 88 с.

К настоящему времени разработано множество методов расчёта коррелированной цветовой температуры (КЦТ). Существуют как численные решения (методы Робертсона, Йоши Оно, метод двоичного поиска), так и аналитические (методы Хавьера Эрнандеса, Мак Ками). При этом информация об их точности носит разрозненный фрагментарный характер, поэтому весьма затруднительна разработка рекомендаций по применению методов для тех или иных излучателей. В связи с чем представляется крайне интересным сравнительный анализ погрешности наиболее известных способов нахождения КЦТ, используя единый, универсальный подход.
В работе предлагается алгоритм для исследования погрешности методов расчёта КЦТ, основанный на способе построения линий постоянной КЦТ заданной длины. Соответствующие данным линиям температуры принимаются за истинные, а лежащие на них цветности используются в качестве входных данных для исследуемого метода. В работе предлагается подход, когда сначала определяется распределение погрешности во всей области определения КЦТ с последующей билинейной интерполяцией для нужных цветностей.
Используя указанный подход, была проведена оценка абсолютных погрешностей следующих методов расчёта КЦТ: Мак Ками, Хавьера Эрнандеса, Робертсона, Йоши Оно. Погрешность оценивалась в области, занимаемой четырёхугольниками допустимых отклонений из стандарта цветности ANSI C78.377, разработанного Американским национальным институтом стандартов для светодиодных светильников, предназначенных для внутреннего освещения. Было представлено табличное и графическое распределение абсолютной погрешности для каждого исследуемого метода в интервале 2000–7000 К. Кроме того, для выяснения применимости методов для расчёта КЦТ неба был выполнен расчёт распределения относительной погрешности до 100000 К.
Результаты исследования могут быть полезны разработчикам стандартов и методик выполнения измерений, разработчикам программного обеспечения измерительного оборудования.

1. Бахвалов Н.С. Численные методы: учебное пособие для студентов физико-математических специальностей высших учебных заведений: Классический университетский учебник / Московский гос. ун-т им. М.В. Ломоносова / Н.С. Бахвалов, Н.П. Жидков, Г.М. Кобельков. – Москва: БИНОМ. Лаб. знаний, 2012. – 636 с.
2. ГОСТ Р 54350–2015. Светотехнические требования и методы испытаний =: Lighting fittings. Light requirements and test methods: национальный стандарт Российской Федерации: Приборы осветительные / ГОСТ Р 54350–2015.; ред. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Москва: Стандартинформ, 2015. – 41 с.
3. Прытков С.В. Новая расчётная таблица для определения коррелированной цветовой температуры по методу Робертсона / С.В. Прытков // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: материалы XII Всероссийской научно-технической конференции с международным участием в рамках III Всероссийского светотехнического форума / ред. О.Е. Железникова (отв. ред.), А.А. Ашрятов (зам. отв. ред.), А.М. Кокинов [и др.]. – Афанасьев В.С., 2015. – С. 196–202.
4. Прытков С.В. О расчёте линий постоянной коррелированной цветовой температуры / С.В. Прытков // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: материалы XII Всероссийской научно-технической конференции с международным участием в рамках III Всероссийского светотехнического форума / ред. О.Е. Железникова (отв. ред.), А.А. Ашрятов (зам. отв. ред.), А.М. Кокинов [и др.]. – Саранск: Афанасьев В.С., 2015. – С. 191–196.
5. ANSI C78.377 Electric Lamps – Specifications for the chromaticity of solid-state lighting products. – Rosslyn: American National Standards Institute, 2015. – 26 p.
6. CIE TC1–48. CIE015:2004 Colorimetry, 3rd Edition / CIE TC1– 48. – 2004. – 1–82 p.
7. Hernández-Andrés J. Calculating correlated color temperatures across the entire gamut of daylight and skylight chromaticities. / J. Hernández-Andrés, R.L. Lee, J. Romero // Applied optics. – 1999. – Vol. 38. – № 27. – P. 5703–5709.
8. Kelly K.L. Lines of Constant Correlated Color Temperature Based on MacAdam’s (u, v) Uniform Chromaticity Transformation of the CIE Diagram / K.L. Kelly // Journal Of The Optical Society Of America. – 1963. – Vol. 53. – № 8. – P. 999–1002.
9. Krystek M. An algorithm to calculate correlated color temperature / M. Krystek // Color Research & Application. – 1985. – Vol. 10. – P. 38–40.
10. McCamy C.S. Correlated color temperature as an explicit function of chromaticity coordinates / C.S. McCamy // Color Research & Application. – 1992. – Vol. 17. – № 2. – P. 142–144.
11. Robertson A.R. Computation of Correlated Color Temperature and Distribution Temperature / A.R. Robertson // J. Opt. Soc. Am. – 1968. – Vol. 58. – № 11. – P. 1528–1535.
12. Schanda J. Calculating correlated color temperature with a desktop programmable calculator / J. Schanda, M. Mészáros, G. Czibula // Color Research & Application. – 1978. – Vol. 3. – P. 65–69.
13. Yoshi O. Practical Use and Calculation of CCT and Duv / O. Yoshi // LEUKOS. – 2014. – Vol. 10. – № 1. – P. 47–55.

Статья посвящена описанию экспериментальных исследований по оценке гигиенической эффективности условий освещения СД первого и второго поколений при выполнении работ производственного характера. В ходе научно-исследовательской работы разработана и смонтирована экспериментальная осветительная установка (ЭОУ), реализующая варианты освещения со СД и ЛЛ. Оценено состояние аккомодационно-мышечного аппарата, сетчатки и центрального звена органа зрения; исследованы интегральные показатели зрительной работоспособности. Установлено, что освещение СД не оказывает негативного воздействия на орган зрения и организм человека в целом, показатели зрительной работоспособности. Имеющие место при выполнении зрительных работ изменения функциональных показателей органа зрения входят в соответствующие границы физиологических колебаний и имеют обратимый характер. Выявлено, что СД второго поколения создают более благоприятную световую среду для выполнения зрительных работ производственного характера. Показана практическая значимость полученных результатов.

1. Point, S. Blue Light Hazard: are exposure limit values protective enough for newborn infants? // Radioprotection. – 2018. – 53 (3). – P. 219–224.
2. Potential risks to human health of Light Emitting Diodes (LEDs). Final opinion, 2018. https://ec.europa.eu/health/sites/ealth/files/scientific_committees/scheer/docs/scheer_o_011.pdf. (Дата обращения: 16.01.2021).
3. Behar-Cohen, F., Martinsons, C., Vienot, F., Zissis, G., Barlier-Sals, A., Cesarini, J.P., Enouf, O., Garcia, M., Icaud, S., Attia, D. Light-emitting diodes (LED) for domestic lighting: Any risks for the eye? // Journal of Progress in Retinal and Eye Research. – 2011. – 30. – P. 239–257.
4. Zak, P. P. and Ostrovsky, M.A. Potential danger of light emitting diode Illumination to the eye, in children and teenager // Light & Engineering. – 2012. – 20 (3). – P. 5–8.
5. Stevens, R.G., Blask, D. E., Brainard, G. C., Hansen, J., Lockley, S.W., Provencio, I., Rea, M. S., Reinlib, L. Meeting report: The role of environmental lighting and circadian disruption in cancer and other diseases. //Environmental Health Perspectives. – 2007. – 115 (9). – P. 1357–1362.
6. Lockley, S.W., Evans, E.E., Scheer, F. A., Brainard, G.C., Czeisler, C.A., Aeschbach, D. Short-wavelength sensitivity for the direct effects of light on alertness, vigilance, and the waking electroencephalogram in humans // Sleep. – 2006. – 29. – P. 161–168.
7. Gooley, J.J., Chamberlain, K., Smith, K. A., Khalsa, S. B., Rajaratnam, S. M., van Reen, E., Zeitzer, J. M., Czeisler, C.A., Lockley, S.W., Clin, J. Exposure to room light before bedtime suppresses melatonin onset and shortens melatonin duration in humans // The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. – 2011. – 96. – P. 463–472.
8. Wahnschaffe, A., Haedel, S., Rodenbeck, A., Stoll, C., Rudolph, H., Kozakov, R., Schoepp, H., Kunz, D. Out of the Lab and into the Bathroom Evening Short-Term Exposure to Conventional Light Suppresses Melatonin and Increases Alertness Perception // International Journal of Molecular Sciences. – 2013. – 14 (2). – P. 2573–2589.
9. ГОСТ Р МЭК 62471–2013. Лампы и ламповые системы. Светобиологическая безопасность. – М.: Стандартинформ, 2014. – 53 с.
10. Карев А.В., Лёскин Д.С. Оперативный контроль фотобиологической безопасности светильников со светодиодами // Светотехника. – 2019. – № 3. – С. 11–14.
11. Amelkina, S. A., Zheleznikova, O. E., Sinitsyna, L.V. On the Efficiency of Lighting by LEDs in visual Work // Light & Engineering. – 2018. – 26 (3). – P. 81–87.
12. Свод правил СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23–05–95*»
13. Zheleznikova, Olga E., Sinutsyna, Lyudmila V., Ageev, Sergey N. Features of the Methodological Approach to the Evaluation of the LED Lighting Efficiency in theIndustrial Premises //Journal of fundamental and Applied Sciences. – 2017. – 9 (7). – P. 857–863.
14. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещённому освещению жилых и общественных зданий» и СанПиН 2.2.1/2.1.1.2585–10 «Изменения и дополнения № 1 к СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещённому освещению жилых и общественных зданий».