Постараюсь очень кратко и просто изложить метод ручного расчета освещения в помещениях, которому меня научили на курсе «Расчет освещения» школы светодизайна LiDS.
Какой должна быть освещенность
При планировании освещения, в первую очередь нужно определить соответствующую нормам целевую освещенность и посчитать общий световой поток, который должны давать светильники в помещении.
С нормативами определиться просто – либо ищем свой тип помещения в таблицах СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» и СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» , либо соглашаемся с основным требованием по освещенности жилых помещений – 150лк или офисных помещений с компьютерами – 400лк.
Грубая оценка необходимого светового потока
По умолчанию расчет освещенности делается в программе Dialux . Но результат хотя бы приблизительно нужно знать заранее, чтобы сверить данные с оценкой «на глазок».
Как написано даже в Википедии, средняя освещенность поверхности - это отношение падающего на нее светового потока к площади. Но в реальном помещении часть светового потока светильника рабочих плоскостей не достигает, пропадая на стенах. Освещенность в помещении – это отношение общего светового потока светильников к площади помещения с поправочным коэффициентом «η».
Долю света «η», который доходит до рабочих поверхностей, можно оценить на глазок. В самом общем приближении для некоего очень среднего помещения с какими-то там светильниками до рабочих поверхностей доходит примерно половина света, а значит для очень грубой оценки можно использовать коэффициент η = 0,5.
Например, в комнате площадью 20м 2 светильник со световым потоком 700лм (эквивалент лампы накаливания 60Вт) создаст освещенность Е = 0,5 × 700лм / 20м 2 = 18лк. А это значит, что для достижения норматива в 150лк, нужно F = 700лм × (150лк / 18лк) =5800лм, или эквивалент 8-ми лампочек накаливания по 60Вт!
(Полкиловатта ламп накаливания на небольшую комнату! Понятно, почему нормы освещенности для жилых помещений гораздо ниже, чем для учреждений, и почему учреждения уже давно никто лампами накаливания не освещает.)
Более точный метод ручного расчета
Но так как помещения бывают с разными стенами, разной формы, с высокими или низкими потолками, поправочный коэффициент не обязательно равен 0,5 и для каждого случая свой: на практике, от 0,1 до 0,9. При том, что разница между η = 0,3 и η = 0,6 уже означает разбег результатов в два раза.
Точное значение η нужно брать из таблиц коэффициента использования светового потока, разработанных еще в СССР. В полном виде с пояснениями таблицы привожу в отдельном документе . Здесь же воспользуемся выдержкой из таблиц для самого популярного случая. Для стандартного светлого помещения с коэффициентами отражения потолка стен и пола в 70%, 50%, 30%. И для смонтированных на потолок светильников, которые светят под себя и немного вбок (то есть имеют стандартную, так называемую, «косинусную» кривую силы света).
Табл. 1 Коэффициенты использования светового потока для потолочных светильников с косинусной диаграммой в комнате с коэффициентами отражения потолка, стен и пола – 70%, 50% и 30% соответственно.
В левой колонке таблицы указан индекс помещения, который считается по формуле:
, где S - площадь помещения в м 2 , A и B - длина и ширина помещения, h - расстояние между светильником и горизонтальной поверхностью, на которой рассчитываем освещенность.
Если нас интересует средняя освещенность рабочих поверхностей (стола) в комнате площадью 20м 2 со стенами 4м и 5м, и высоте подвеса светильника над столами 2м, индекс помещения будет равен i = 20м 2 / ((4м + 5м) × 2,0м) = 1,1. Удостоверившись, что помещение и лампы соответствуют указанным в подписи к таблице, получаем коэффициент использования светового потока – 46%. Множитель η = 0,46 очень близок к предположенному навскидку η = 0,5. Средняя освещенность рабочих поверхностей при общем световом потоке 700лм составит 16лк, а для достижения целевых 150лк, потребуется F = 700лм × (150лк / 16лк) = 6500лм.
Но если бы потолки в комнате были выше на полметра, а комната была не «светлым», а «стандартным» помещением с коэффициентами отражения потолка, стен и пола 50%, 30% и 10%, коэффициент использования светового потока η составил бы (см. расширенную версию таблицы) η = 0,23, и освещенность была бы ровно вдвое меньше!
Проверяем расчеты в диалюксе
Построим в диалюксе комнату 4 × 5м, высотой 2,8м, с высотой рабочих поверхностей 0,8м и теми же коэффициентами отражения, что и при ручном счете. И повесим 9шт мелких светильников с классической косинусной диаграммой по 720лм каждый (6480лм на круг).
Рис. 1 Взятый для примера светильник Philips BWG201 со световым потоком 720лм, и его классическое «косинусное» светораспределение
Получится ли у нас средняя освещенность рабочих поверхностей в 150лк, как мы оценили вручную? Да, результат расчета в Dialux – 143лк (см. рис2), а в пустой комнате без мебели и человеческой фигуры – 149лк. В светотехнике же значения, различающиеся менее чем на 10% считаются совпадающими.
Рис. 2 Результат расчета в диалюксе – средняя освещенность рабочей поверхности (при коэффициенте запаса 1,0) составила 143лк, что соответствует целевому значению 150лк.
Рис. 3 Красивые картинки, в которые верят люди.
Заключение:
На грубую оценку примитивным методом по формуле E = 0.5 × F / S потребуется 1 минута времени, на уточнение коэффициента использования по таблицам – еще 3 минуты, на проект в диалюксе после некоторого обучения – около 20 минут и еще 20 минут, если хочется «навести красоту». Диалюкс выдает очень красивые картинки (см. рис. 3), которые стоят потраченного труда, потому что в них верят люди. Но по соотношению эффективности и трудозатрат оценка освещенности врукопашную вне конкуренции. Ручной счет прост, надежен и эффективен как саперная лопатка, дает уверенность и понимание.
Если Вы решили сделать освещение в доме, используя споты, один из основных этапов, который нужно выполнить правильно – посчитать их точное количество на потолок. Существует несколько основных методик расчета – по формуле, через либо опираясь на оптимальное значение. Далее мы расскажем читателям сайта , как рассчитать количество точечных светильников в помещении.
Способ №1 – Общепринятый стандарт
Уже давно существует так называемый оптимальный уровень освещения для одного квадратного метра комнаты. Согласно общепринятому стандарту, на 1 м 2 нужно рассчитать 20 Вт мощности . Этот метод нельзя назвать самым точным и рекомендуемым, но все же если Вам лень выполнять подсчеты по формулам, можете просто опираться на эти цифры.
К примеру, если у Вас гостиная 3*4 (12 квадратов), то необходимо набрать столько точечных светильников, чтобы их суммарная мощность составляла не менее 240 Вт.
Способ №2 – Формула
Можно также узнать, сколько требуется спотов, выполнив расчет по площади помещения. Расчетная формула выглядит следующим образом:
N=(S*W)/P;
- N – необходимое количество спотов;
- S – площадь комнаты, м 2 ;
- W – удельная мощность светового потока, (Вт/м 2);
- P – мощность одного точечного светильника.
Первый вопрос, который у Вас возникнет – «где взять значение W?». Это табличная величина, которая как раз и помогает нам выбрать подходящую освещенность для помещения. Чтобы рассчитать количество точечных светильников, используйте данную таблицу:
Если Вы решили установить светодиодные лампочки, тогда пользуйтесь следующими значениями:
Обращаем Ваше внимание на то, что данная формула подойдет только для грубых бытовых расчетов т.к. в ней не учитывается высота потолка, его материал (подвесной, натяжной или реечный), тип освещения (основное либо дополнительное), отделка и цвет стен и другие немаловажные факторы. Вы также можете принять свою удельную мощность, выбрав более яркие либо более тусклые лампочки в кухню, ванную или же гостиную!
N = (10*1)/5= 2 штуки;
Как Вы видите, согласно расчету нам требуется 2 спота для нормального
Правильно подобранное освещение играет большую роль для человека. Оптимально подобранный световой поток придаст комнате законченный вид, поможет скрыть или наоборот, выделить отдельные детали интерьера.
Кроме того, именно от мощности освещения комнаты, зависит уровень комфорта находящихся в нем людей. Так что вопрос с освещением стоит не на последнем месте, и требует грамотного расчета.
Сразу хочу сказать, что точной формулы для такого рода расчетов не существует. Есть много критериев, которые прямо или косвенно могут влиять на этот показатель.
Поэтому в рамках этой статьи, мы не будем углубляться в изучение СНиПа и пользоваться сложными и детальными методами. А воспользуемся немного упрощенной и быстрой методикой расчета освещенности.
Видео: Просвещенность про освещенность
В результате, у вас появится понимание того, сколько и каких осветительных элементов (приблизительно) понадобится для отдельной комнаты или помещения. Вся наша математика будет проходить в два этапа:
- рассчитываем необходимый световой поток;
- расчет количества ламп.
Величина светового потока измеряется в люменах и обозначается «Лм». Освещенность меряют в люксах, обозначается «Лк».
Расчет светового потока
Простейшая формула будет выглядеть так: P = a × b × c. Где P - это световой поток, a - значение освещенности помещения, b - площадь помещения в м², c - коэффициент высоты потолка.
Поправочные коэффициенты для разных потолков известны и имеют следующие значения:
- высота до 2,7 м = 1;
- от 2,7 до 3 м = 1,2;
- от 3 до 3,5 м = 1,5;
- от 3,5 до 4 = 2.
Нормативное значение освещенности по СНиП:
| Офисные помещения | Жилые помещения | Норма освещенности (Лк) согласно СНиП | |
| Общий офис (с использованием компьютеров) | 300 | Комнаты, кухня | 150 |
| Офис для чертежных работ | 500 | Детская | 200 |
| Конференцзал, комната для переговоров | 200 | Ванная, санузел, душевая, коридоры, холл | 50 |
| Лестницы и эскалаторы | 50 — 100 | Гардеробная | 75 |
| Холлы, коридоры | 50 — 75 | Кабинет, библиотека | 300 |
| Архив | 75 | Лестница | 20 |
| Подсобка, кладовая | 50 | Бассейн, сауна | 100 |
Итак, давайте определим величину светового потока для жилой комнаты площадью 10 м² и высотой потолка 2,60. Норма освещенности 150 × 10 м² × 1 = 1500 Люмен (Лм).
Расчет количества ламп
| Величина светового потока (Лм) | Мощность лампы (Ватт) | ||
| Лампа накаливания | Люминисцентная | LED светильники (светодиодные) | |
| 450 | 40 | 9 — 13 | 4 — 5 |
| 800 | 60 | 13 — 15 | 6 — 8 |
| 1100 | 75 | 18 — 25 | 9 — 13 |
| 1600 | 100 | 23 — 30 | 16 — 20 |
| 2600 | 150 | 30 — 55 | 25 — 28 |
Производим расчет. Величину светового потока мы уже подсчитали, и знаем, что она равна 1500 люмен. Из таблицы выше выбираем лампу, возьмем для примера лампу накаливания мощностью 60 Ватт.
Ее световой поток составляет 800 Лм. Теперь, 1500 делим на 800 и получаем, что для освещения одной комнаты потребуется 1,8 лампочек, округляем до 2-х.
Однако нужно понимать, что это все приблизительные значения. Ведь на освещение комнаты влияет еще и тип и цветовая гамма помещения, количество окон и многое другое.
Параметры помещения
Тут стоит учитывать не только площадь комнаты, но и высоту потолков, цвет стен и пола. Чем дальше источник света находится от освещаемой поверхности, тем меньше она будет освещена. Известно, что свет отражается от поверхности, чем она светлее, тем больше света отражается и наоборот.
Отраженный свет так же освещает помещение. Так, что если комната оформлена в темных тонах, нужно увеличить значение светового потока при выборе лампы.
| Коэффициент отражения света (%) | ||||
| Высота потолка (м.) | Площадь пола (м²) | Преобладающий цвет в интерьере | ||
| светлый | средний | темный | ||
| До 3х | До 20 | 0,75 | 0,65 | 0,60 |
| До 50 | 0,90 | 0,80 | 0,75 | |
| До 100 | 1 | 0,90 | 0,85 | |
| 3 — 5 | До 20 | 0,55 | 0,45 | 0,40 |
| До 50 | 0,75 | 0,65 | 0,60 | |
| До 100 | 0,90 | 0,80 | 0,75 | |
| 5 — 7 | До 50 | 0,55 | 0,45 | 0,40 |
| До 100 | 0,75 | 0,65 | 0,60 | |
Кроме всего этого не забываем и о том, что освещение может быть общим - люстры и пр., а так же точечным - торшеры, бра, настольные лампы и другие светильники. И каждый из них светит по разному.
На заметку! Все выше перечисленные расчеты не позволяют подсчитать точную мощность освещенности и являются приблизительными, и используются так сказать для общего представления.
Все нормы и результаты расчетов рекомендуется увеличивать в 1,5 — 2 раза. При этом можно установить несколько светильников с отдельными выключателями, разделив пространство на зоны. При необходимости, включив часть приборов можно получить мягкий и приглушенный свет, а при всех включенных приборах получаем ярко освещенную комнату.
Видео: Сколько нужно света или освещение помещения!
И качество выпускаемой продукции в значительной мере зависят от освещения.
Свет представляет собой видимые глазом электромагнитные волны оптического диапазона длиной 380-760 нм, воспринимаемые сетчатой оболочкой зрительного анализатора.
С точки зрения гигиены труда основной светотехнической характеристикой является освещенность (E ), которая представляет собой распределение светового потока (Ф ) на поверхности площадью (S ) и может быть выражена формулойЕ = Ф/S .
За единицу освещенности принят люкс (лк) — освещенность поверхности площадью 1 м 2 при световом потоке падающего на нее излучения, равном 1 лм.
Световой поток (Ф ) — мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению, измеряется в люменах (лм).
Единица светового потока -люмен (лм ) — световой поток, излучаемый точечным источником с телесным углом в 1 стерадиан при силе света, равной 1 канделе.
- Стерадиан - телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающий из поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, длина которой равна радиусу сферы.
- Сила света (I ) определяется как отношение светового потока (Ф ), исходящего от источника и распространяющегося равномерно внутри элементарного телесного угла (d ), к величине этого угла: I = Ф/d .
- Кандела — сила света, испускаемого с площади 1/600 000 м 2 сечения полного излучателя в перпендикулярном направлении при температуре излучателя, равной температуре затвердевания платины при давлении 101 325 Па.
В физиологии зрительного восприятия важное значение придается не падающему потоку, а уровню яркости освещаемых и других объектов. Под яркостью понимают характеристику светящихся тел, равную отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению. Яркость измеряется в нитах (нт ). Яркость освещенных поверхностей зависит от их световых свойств, степени освещенности и угла, под которым поверхность рассматривается.
Световой поток, падающий на поверхность, частично отражается, поглощается или пропускается сквозь освещаемое тело. Поэтому световые свойства освещаемой поверхности характеризуются также следующими коэффициентами:
- коэффициент отражения - отношение отраженного телом светового потока к падающему;
- коэффициент пропускания - отношение светового потока, прошедшего через среду, к падающему;
- коэффициент поглощения - отношение поглощенного телом светового потока к падающему.
Параметры и коэффициенты освещенности
Существуют два источника света — Солнце и искусственные источники, созданные человеком. Основные искусственные источники света, применяемые ныне, — электрические источники, прежде всего лампы накаливания и газоразрядные лампы. Источник света излучает энергию в виде электромагнитных волн, имеющих различную длину волны. Человек воспринимает электромагнитные волны как свет только в диапазоне от 0,38 до 0,76 мкм.
Освещение и световая среда характеризуется следующими параметрами.
Световой поток (Ф) — часть электромагнитной энергии, которая излучается источником в видимом диапазоне. Поскольку световой поток — это не только физическая, но и физиологическая величина, т. к. характеризует зрительное восприятие, для него введена специальная единица измерения люмен (лм).
Сила света (I) . Так как источник света может излучать свет по различным направлениям неравномерно, вводится понятие силы света как отношения величины светового потока, распространяющегося от источника света в некотором телесном угле W (измеряется в стерадианах), к величине этого телесного угла
I = Ф/W.
Сила света измеряется в канделах (кд).
Солнце и искусственные источники света — это первичные источники светового потока, т. с. источники, в которых генерируется электромагнитная энергия. Однако существуют вторичные источники — поверхности объектов, от которых свет отражается.
Коэффициентом отражения (r) называется доля светового потока (Ф пад ), падающего на поверхность, которая отражается от нее:
r = Ф отр / Ф пад
Величина же светового потока (Ф отр ), отраженного поверхностью предмета и распространяющегося в некотором телесном угле (W ), отнесенная к величине этого угла и площади (S ) отражающей поверхности, называется яркостью (L) объекта. По сути это сила света, излучаемая поверхностью, отнесенная к площади этой поверхности:
L = Фотр / (W * S); L = I/S.
Измеряется яркость в кд/м 2 .
Чем больше яркость объекта, тем больший световой поток от него поступает в глаз и тем сильнее сигнал, поступающий от глаза в зрительный центр. Таким образом, казалось бы, чем больше яркость, тем лучше человек видит объект. Однако это не совсем так. Если поверхность (фон), на которой располагается объект, имеет близкую по величине яркость, то интенсивность засветки участков сетчатки световым потоком, поступающим от фона и объекта, одинакова (или слабо различается), величина поступающих в мозг сигналов одинакова, и объект на фоне становится неразличимым.
Для лучшей видимости объекта необходимо, чтобы яркости объекта и фона различались. Разница между яркостями объекта (L О ) и фона (L ф ), отнесенная к яркости фона, называется контрастом:
К = | L о — L ф | / L ф.
Величина контраста берется по модулю.
Если объект резко выделяется на фоне (например, черная линия на белом листе) контраст считается большим, при среднем контрасте объект и фон заметно различаются по яркости, при малом контрасте объект слабо заметен на фоне (например, линия бледно-желтого цвета на белом листе). При К < 0,2 контраст считается малым, при К = 0,2...0,5 контраст средний, а при К > 0,5 — большим.
Величина яркости объекта тем больше, чем больше коэффициент отражения и падающий на поверхность световой поток.
Для характеристики интенсивности падающего на поверхность от источника света светового потока введена специальная величина, получившая название освещенности.
Освещенность — это отношение падающего на поверхность светового потока (Ф пад ) к величине площади этой поверхности (S )
E = Ф пад /S.
Измеряется освещенность в люксах (лк), 1 лк = 1 л м/м 2 .
Таким образом, чем больше освещенность и контраст, тем лучше видно объект, а следовательно, меньше нагрузка на зрение. Следует обратить внимание на то, что слишком большая яркость отрицательно воздействует на зрение. Как правило, большая яркость связана нс со слишком большой освещенностью, а с очень большими коэффициентами отражения (например, зеркальным отражением). При большой яркости имеет место очень интенсивная засветка сетчатки, и разлагающийся светочувствительный материал не успевает восстанавливаться (регенерироваться) — возникает явление ослепленности. Такое явление, например, возникает, если смотреть на раскаленную вольфрамовую нить лампы накаливания, обладающей большой яркостью.
Одной из характеристик зрительной работы является фон — поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее свет. Отражательная способность определяется коэффициентом отражения г. В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения изменяются в широких пределах — 0,02...0,95. Фон считается светлым при r>0,4 , средним при значениях r в диапазоне 0,2...0,4 и темным при r<0,2 .
Чтобы проиллюстрировать влияние контраста на зрительное восприятие, положите черный волос на темный лист бумаги, а белый — на белый лист бумаги, затем наоборот. Вы заметите, что во втором случае оба волоса видно значительно лучше, т. к. больше контраст.
Чтобы проиллюстрировать влияние освещенности на зрительное восприятие, проведите тот же опыт при различных освещенностях в помещении. Лучшего результата можно достичь в пасмурную погоду при недостаточной естественной освещенности в помещении. Рассмотрите черный волос на темном листе при выключенном и включенном освещении. При включенном освещении волос лучше виден. Белый волос на темном фоне виден даже при выключенном искусственном освещении.
Важной характеристикой, от которой зависит требуемая освещенность на рабочем месте, является размер объекта различения.
Размер объекта различения - это минимальный размер наблюдаемого объекта (предмета), отдельной его части или дефекта, которые необходимо различать при выполнении работы. Например, при написании или чтении, чтобы видеть текст, необходимо различать толщину линии буквы — толщина линии и будет размером объекта различения при написании или чтении текста. Размер объекта различения определяет характеристику работы и ее разряд. Например, при размере объекта менее 0,15 мм разряд работы наивысшей точности (I разряд), при размере 0,15...0,3 мм — разряд очень высокой точности (II разряд); от 0,3 до 0,5 мм — разряд высокой точности (III разряд) и т. д. При размере более 5 мм — грубая работа.
Очевидно, чем меньше размер объекта различения (выше разряд работы) и меньше контраст объекта различения с фоном, на котором выполняется работа, тем больше требуется освещенность рабочего места, и наоборот.
Контроль параметров освещения
Для оценки условий освещения (естественного и искусственного) с помощью люксметров измеряют освещенность (Е, лк).
Люксметр (рис. 5) представляет собой переносной прибор, состоящий из светочувствительного элемента, измерительного прибора и светопоглотительной насадки.
Фотоэлемент — пластина, на поверхности которой нанесен светочувствительный слой, трансформирующий световую энергию в электрическую. При попадании на фотоэлемент светового потока возникает электрический сигнал, который по проводам передается в электроизмерительный прибор, имеющий гальванометр с зеркальной шкалой. Величина возникающего электрического тока пропорциональна интенсивности светового потока. Если на фотоэлемент надета насадка-поглотитель из молочного стекла, то световой поток, падающий на светочувствительный слой, ослабляется в 100 раз.
Прибор имеет три диапазона измерений: до 25; до 100 и до 500 лк (устанавливается специальным переключателем на корпусе прибора),а если на фотоэлемент надета насадка-поглотитель, то пределы измерений соответственно возрастают в 100 раз — до 2500, 10 000 и 50 000 лк. Если переключатель находится против цифры 25, то без насадки цена деления шкалы (имеет 50 делений) равна 25/50 = 0,4 лк, а с насадкой — в 100 раз больше, т.е. 40 лк. Соответственно в положении переключателя против цифры 100 цена деления равна 100/50 = 2 лк, а с насадкой — 200 лк, и, наконец, в положении против цифры 500 она равна 500/50 = 10 лк, а с насадкой — 1000 лк.
Рис. 5. Люксметр
Люксметр градуирован для ламп накаливания. При измерении освещенности люминесцентных ламп и естественной освещенности необходимо вводить поправочный коэффициент: для ламп дневного света — 0,9; для ламп белого света — 1,1; для естественного освещения — приблизительно 0,8.
При выполнении измерений люксметр устанавливают горизонтально и проверяют положение стрелки — она должна быть на нуле. Если стрелка отклонена, ее необходимо установить против нуля с помощью шлица под гальванометром.
Естественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности е, %:
е = Е в /Е н * 100 ,
- Е в — освещенность внутри помещения, лк;
- E н — одновременная освещенность рассеянным светом снаружи, лк.
Нормированное значение «е» определяется по СНиП 23-05-95 с учетом характера зрительной работы, системы освещения, района расположения здания на территории Российской Федерации и его расположения по отношению к солнцу.
Искусственное освещение, осуществляемое газоразрядными и электрическими лампами, по конструктивному исполнению может быть двух систем — общее освещение и комбинированное (общее и местное). Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10% нормируемой для комбинированного освещения.
Искусственное освещение нормируется исходя из характеристики работ, при этом задаются как количественные (минимальная освещенность, допустимая яркость), так и качественные характеристики (показатель ослепленности, коэффициент пульсации освещенности, спектр излучения).
Минимальная освещенность устанавливается согласно условиям зрительной работы, которые определяются наименьшим размером объекта различения, контрастом объекта с фоном (большой, средний. малый) и характеристикой фона (темный, средний, светлый).
Расчет искусственного общего равномерного освещения производится методом светового потока (коэффициента использования).
Световой поток лампы накаливания, энергосберегающей лампы или группы люминесцентных ламп, объединенных в один светильник, определяется по формуле:
- Е н — нормированная минимальная освещенность, лк;
- S - площадь освещаемого помещения, м 2 ;
- z - коэффициент минимальной освещенности (1,1-1,5);
- k 3 — коэффициент запаса (1,3-1,8);
- n — число светильников в помещении;
- η и — коэффициент использования светового потока.
По полученному в результате расчета световому потоку по ГОСТ выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют необходимую электрическую мощность. При выборе лампы допускается отклонение светового потока от расчетного в пределах 10-20%.
Уровень освещенности промышленных зданий измеряется непосредственно на рабочих местах в рабочей зоне (в зоне резания и обработки деталей, на столах сборки, на шкалах приборов); в административно-бытовых помещениях освещенность измеряется на рабочих местах, которыми являются рабочие столы, счетные и пишущие машины и т.д. В зависимости от характера производства и конструкции оборудования рабочая зона может находиться в горизонтальной, вертикальной или наклонной плоскости. В помещениях, где работа может происходить в любой точке помещения, освещенность измеряется в горизонтальной плоскости на уровне 0,8 м от пола.
Очень важной необходимой и трудоемкой частью работы, относящейся к контролю освещенности, является периодическая (4-12 раз в год в зависимости от запыленности помещения) чистка колб ламп и отражающих, рассеивающих и других поверхностей и деталей светильников от накапливающихся на них пыли и грязи. Освещенность на отдельных предприятиях, как показали исследования, в течение нескольких месяцев эксплуатации, если не производить очистку светильников, может снизиться в 2-3 раза по сравнению с проектной.
Сохранение необходимых условий освещения, создаваемых осветительной установкой, в значительной степени зависит от своевременности замены источников света (как перегоревших ламп, так и продолжающих работать, но со значительно меньшим по сравнению с номинальным световым потоком).
Замену ламп обычно производят индивидуально или групповым методом (через определенный срок работы). Крупные предприятия с установленной общей мощностью на освещение (свыше 250 кВт) должны иметь в штате специально выделенное лицо, ведающее эксплуатацией освещения (инженер или техник). Освещенность проверяется не реже одного раза в год, после очередной чистки светильников и замены перегоревших ламп.
Покупка новой квартиры или ремонт старого жилья - это замечательный способ пересмотреть свое отношение к теме освещения, отказаться от традиционных массивных люстр и лампочек накаливания.
Дизайн современного жилья и возможности строительных технологий позволяют придумать и осуществить любые схемы освещения в зависимости от назначения помещения. Основное удовольствие состоит в том, что каждый может подобрать тип, количество и мощность осветительных приборов под свои требования по уровню освещенности.
Но кроме наших желаний, существуют нормы и требования, которых необходимо придерживаться.
Требования и пожелания по устройству освещенности
Прежде, чем приступать к планированию и расчету осветительной системы помещения, необходимо сформулировать каким основным критериям она должна отвечать.
Основные из них - это:
- Комфортная освещенность, то есть достаточно светло для чтения, общения, домашних занятий, но не режет глаза. Данный показатель у каждого свой, так как он зависит от состояния зрения, привычек и предпочтений.
- Удобное размещение светильников, которые должны давать свет на всю площадь помещения, но уровень освещенности может отличаться в разных частях комнаты.
- Экономичность, а именно, сумма ежемесячной платы за электроэнергию, стоимость самих лампочек (за одну и за все количество), сроки службы лампочек (как часто их придется покупать).
Если учитывать все эти требования, то оптимальным решением станет выбор светодиодных ламп. Они по уровню света приравниваются к лампам накаливания, но потребляют значительно меньше электроэнергии и служат по несколько лет. По сравнению с энергосберегающими люминесцентными лампами светодиодные аналоги отличаются более компактной формой и приятным свечением. Теперь необходимо сделать расчет освещенности помещения светодиодными лампами, чтобы вычислить, сколько и какой мощности ламп необходимо для достаточного освещения.
Какие данные необходимы для расчета уровня освещенности
Существует несколько способов, с помощью которых можно рассчитать количество и мощность светодиодных ламп. Прежде чем приступать к расчетам, необходимо разобраться, какие показатели будут в них участвовать.
Перечень переменных и постоянных величин, на основании которых производится расчет светодиодного освещения, состоит из следующих пунктов:
- Площадь помещения, то есть произведение длины на ширину комнаты. Расчеты производятся исходя из того, что помещение имеет прямоугольную форму. При более сложной архитектуре, необходимо условно разделить пространство на правильные фигуры и сложить их площади.
- Поправочный коэффициент, в котором учитывается высота потолков. Поскольку свет распространяется не только по площади, но и по всему объему помещения, яркость освещения напрямую зависит от высоты потолков. Пользуются специальной таблицей коэффициентов. Например, высота потолков от 2.5 до 2.7 м - это коэффициент 1, до 3 м - равен 1.2, до 3.5 м - 1.5, дальше используется корректировочный показатель - 2.
- Еще один норматив - это уровень освещенности, для расчета которого также составлены специальные таблицы для жилых, подсобных, коммерческих и производственных помещений. Показатель измеряется в Лк (люксах).
Наиболее популярные показатели выглядят следующим образом:
- ванная, туалет, подвал, коридор приравниваются к подсобным помещениям, и уровень освещенности в них колеблется от 20 Лк (в подвале) до 50 Лк (в коридоре).
- жилые комнаты оцениваются в пределах от 150 до 300 Лк, минимальные показатели в спальной и кухне - 150 Лк, максимальный уровень в рабочем кабинете и детской комнате - 300 Лк.
Дополнительно при расчетах могут использоваться такие показатели, как:
- чистота помещения (уровень запыленности);
- отделочные материалы и потолки (темные, светлые, глянцевые).
Самый простой способ расчета освещенности помещения светодиодными лампами
Проще всего сделать расчет освещенности помещения светодиодными лампами следующим способом:
Рассчитаем нужную величину светового потока (в люменах).
Для этого просто перемножим известные величины:
площадь помещения × норму освещенности × корректировочный коэффициент по высоте потолка.
Например, площадь помещения - 15 м², высота потолков - 2.5 м, а значит коэффициент равен единице, помещение - кухня, для которой норма освещенности составляет 150 Лк
В результате получаем:
15 × 150 × 1 = 2250 люмен (лм).
Второй шаг в расчете - это вычисление количества и мощности светодиодных лампочек. Здесь можно поступить двумя противоположными способами.
- Разделить общий световой поток на мощность ламп, чтобы получить их количество. При этом мощность светового потока обычно указывается на упаковке лампочки, и она не равняется мощности. Например, лампа мощностью 10 Вт дает поток 800 люмен. То есть, в результате получаем 2250 / 800= 2.8 или 3 лампы.
- Более обоснован другой способ расчета. Расчет строится исходя из количества точек освещения, установленных в помещении. Например: 2250/6 ламп = 375 люмен. Такой поток дают лампы мощностью 5 Вт.
При последнем варианте помещения увеличение количества ламп меньшей мощности приводит к более равномерному распределению света по помещению.
Более сложный и точный расчет освещенности
В профессиональных расчетах используют более сложный способ расчетов, который применяется для ламп всех видов. Общие принципы вычисления в обоих способах совпадают, но для большей точности учитывают дополнительные коэффициенты, такие как:
- k - коэффициент запаса, который учитывает запыленность светильников и ухудшение их возможности пропускать свет, снижение уровня светового потока от лампы с течение времени, ухудшение состояния отражающей способности стен и потолка. Поскольку светодиодные светильники обладают длительным периодом службы без ухудшения качества, то для них коэффициент запаса составляет 1.1.
- z - показатель соотношения среднего освещения к минимальному Eср/Emin, то есть неравномерность уровня освещения. У светодиодных ламп благодаря ровному свечению этот показатель равен 1.
- Φ - световой поток светодиодных ламп, Лм, который узнается на упаковке или из сопроводительной документации к лампам освещения.
- η - коэффициент использования светового потока, то есть КПД источника освещения. В высокоэффективных светодиодных лампах он практически равен 1.
- E - норма освещенности в Лк, из таблиц или непосредственно из СНиП.
Также в сложном расчете более точно вычисляют корректирующую высоту потолка. Для ее расчета определяют:
- h - общую высоту помещения
- h1 - длину или высоту подвеса у потолочного светильника
- h2 - высота от пола до основной рабочей поверхности (стол, кровать)
Такой сложный расчет производится исходя из того, что в большинстве случаев источник освещения располагается ниже потолка, а наибольший уровень освещения необходим не на уровне пола, а на высоте рабочей поверхности.
Формула расчета имеет следующий вид:
hp = (h – (h1 + h2)) , где hp - расчетная высота помещения, нуждающаяся в освещении
Данный показатель наравне с длиной, шириной и общей площадью участвует в расчете индекса помещения, то есть геометрических характеристик помещения.
Формула индекса (i) помещения рассчитывается следующим образом:
i = S / (hp × (a + b)) , где a и b - длина и ширина, а S площадь.
В итоге общая формула для расчета освещенности помещения светодиодными лампами и определения необходимого количества ламп выглядит следующим образом:
N = (E × S × k × z × 100)/(n × Ф × η)
Такие сложные расчеты обычно производят в ходе проектирования помещения и разработки его технических характеристик. В быту используют методы попроще.
Калькулятор расчет освещения светодиодными светильниками
Чтобы без хлопот и затруднений определить количество светодиодных ламп и их мощность для конкретного помещения, можно использовать калькулятор «расчет освещения светодиодными светильниками». После команды рассчитать программное обеспечение самостоятельно произведет все необходимые расчеты и выдаст готовые результаты. С полученными данными можно отправляться в магазин за лампами или оформить заказ здесь же на сайте.
Калькулятор находится в разработке, надеемся на ваше понимание!
Видео по теме
