Количество светильников в помещении. Расчет освещенности помещения со светодиодными светильниками

Замена классических светильников на светодиодные позволяет существенно экономить на электричестве. Благодаря эффективности приборов потребление электроэнергии снижается до 70%. При этом цена светильников оправдана быстрой окупаемостью – в большинстве случаев, затраты на закупку и установку возвращаются в течение первого же года эксплуатации. Для грамотного определения количества светильников, места их размещения необходимо верно рассчитать суммарный световой поток. Специалисты «Центра светодиодного освещения» начинают проект с подробного расчета освещенности, который помогает правильно подобрать и установить светодиодное оборудование в конкретном помещении.

Что влияет на расчет led-освещенности производственных помещений

В зависимости от типа помещения, его площади и назначения определяется индивидуальный уровень освещенности. В производственных машинных цехах, зонах, где работают люди, и торговых помещениях этот показатель отличается. Существуют установленные нормы для конкретных зданий. Они определяются исходя из параметров:

разряд зрительных работ;
характеристика зрительных работ;
минимальный размер объекта различия;
контраст объекта различия с фоном;
характеристика фона.

Нарушение норм может привести к производственным травмам или даже летальному исходу. При расчете учитываются также условия работы – наличие влаги, пыли, концентрация взрывоопасных веществ, строительные характеристики помещения. Светодиодные светильники подходят для освещения всех типов помещений благодаря их безопасности, простоте установки, экономичности и долговечности.

Расчет освещенности светодиодными светильниками

Необходимый уровень освещенности в помещениях зависит от высоты и площади. На показатели также влияет тип освещения – основной, локальный, резервный. Государственные стандарты четко определяют уровень освещенности для помещения разной площади и назначения. Их можно узнать из отраслевых справочников или по данным калькулятора расчета светодиодного освещения на нашем сайте.

Методы расчета параметров led-освещенности на производственном объекте:

Метод коэффициента использования светового потока. Применяют при использовании всех типов светильников для расчета равномерного освещения горизонтальной поверхности.
Удельной мощности. С помощью метода предварительно определяют мощность установки для освещения.
Точечный метод используют для расчета освещения при установке светильников прямого света.

Простой способ быстро рассчитать количество светильников без сложных формул –воспользоваться калькулятором на сайте «Центра светодиодного освещения». Для определения числа приборов достаточно знать размеры помещения, его тип, выбрать подходящий светильник на сайте. Система самостоятельно рассчитает нужное количество осветительных приборов, исходя из установленных норм освещенности и характеристик светильников.

Как выбрать светодиодные светильники для помещения

При самостоятельном выборе осветительных приборов нужно учитывать параметры оборудования, которые влияют на качество света. Основные характеристики светильников:

Тип рассеивателя влияет на интенсивность и равномерность распределения света. Он может быть матовым или прозрачным. Матовый создает мягкий рассеянный свет, но снижает интенсивность. Его лучше использовать для установки на рабочих местах и в небольших комнатах. Прозрачный не задерживает световой поток и подходит для освещения больших площадей.
Цветовая температура. Её часто обозначают маркировкой: W-белый, WW-теплый белый, CW-холодный белый. Теплый свет светодиодов используют для зон отдыха, нейтральный белый подходит для работы, холодный белый для складов, промышленных зон, ресторанов, кухонных помещений, санузлов.
Величина светового потока зависит от количества светодиодов, их эффективности и потребляемой мощности. При использовании ламп холодного света обычно эффективность выше, чем в приборах с теплым светом.

Чтобы создать комфортное равномерное освещение в помещении, нужно продумать расположение led-светильника исходя из его светового потока. Чем выше этот показатель, тем дальше должны располагаться друг от друга приборы. Эффективный угол освещения светодиодов – около 120 градусов. Монтировать оборудование нужно таким образом, чтобы свет был равномерным и без перепадов.

Возможные неточности и погрешности при расчете освещенности

После самостоятельной замены классических светильников на светодиодные может оказаться, что света недостаточно. Качество света ухудшается, когда стены, потолок и пол в помещении окрашены в разные цвета. Темный фон уменьшает интенсивность светового потока, поэтому при расчетах светодиодного освещения нужно учитывать коэффициент отражения. Его показатели:

0% – черный фон;
10% – темный фон;
30% – серый фон;
50% – светлый фон;
70% – белый фон.

Существуют таблицы для определения освещенности поверхности при разном типе поверхностей. Её величина соответствует нормам и стандартам для конкретного помещения.

Расчет освещенности объекта в «Центре светодиодного освещения»

Компания помогает оснастить светильниками любые офисы и бизнес-центры, крупные торговые центры, промышленные цеха. Для этого специалист готов бесплатно выехать на объект, произвести осмотр и предварительные замеры. На их основе инженер готовит светотехнический расчет, в котором учитывается тип помещения, назначение, архитектурные особенности. После расчета освещенности определяется место размещения, вид светодиодных светильников и их количество.

Мы гарантируем эффективность выбранного оборудования и качественную установку светильников. В процессе эксплуатации осветительные приборы не теряют своих качеств, обеспечивают равномерный свет, который соответствует всем стандартам.

Создание в доме благоприятных условий для нормального отдыха требует учета всех возможных параметров и нюансов. Особое значение необходимо уделять уровню освещенности. Ведь именно от этого параметра зависит общее здоровье человека, его эмоциональных и психологический комфорт.

Поэтому очень важно произвести расчет того, сколько необходимо люменов в освещении на квадратный метр? Об этом и о том, какой нужно создавать уровень освещенности, вы узнаете из нашей статьи.

Важный параметр

Освещенность представляют собой очень важный показатель, без которого невозможно комфортное пребывание в любом помещении дома. Для каждой комнаты в доме имеются свои световые нормы. Поэтому различного рода вычисления, которые касаются этой нормы, являются необходимостью.
В данной ситуации нужно произвести следующие расчеты:

количество ламп на один квадратный метр;
количество осветительных приборов на один квадратный метр;
сколько необходимо люменов для освещения комнаты в расчете на один квадратный метр.

В данной статье мы остановимся на последнем расчете.

Что следует знать

При определении того, сколько необходимо лампочек или осветительных приборов, всегда первым делом нужно рассчитать количество люменов на один квадратный метр для конкретной комнаты.
В данном случае надо знать, какие уровни освещенности установлены для каждого конкретного жилого или нежилого помещения. Все эти нормы приведены в специальной документации — СНиП.

Нормы по СНиП

Создать нужный уровень освещенности можно с помощью различных источников света:

лампы накаливания;
люминесцентные и светодиодные лампочки;
галогеновые и металлгалогеновые лампы;
светодиодные ленты;
неоновые лампы и т.д.

Каждый из вышеперечисленных источников света имеет различные технические показатели освещенности. Самым главным параметром при оценке уровня освещения является световой поток, испускаемый источником света.
Указанные в таблице значения мощности осветительных приборов приведены для ламп накаливания, так как эти базовые нормативные документы разрабатывались еще до эпохи появления современных энергосберегающих технологий. Сегодня в доме обычные лампы накаливания уже практически не встречаются. Им на смену пришли светодиодные (led), люминесцентные и галогеновые источники света. При этом наибольшей популярностью пользуются именно светодиодные лампочки, так как они весьма экономичны в плане потребления электроэнергии, имеют лучшие технические показатели и больший период службы, чем остальные энергосберегающие источники света.
Световой поток измеряется в люменах. Значение светового потока можно отыскать на упаковке лампочек. При этом ставить вопрос относительно того, сколько необходимо люменов для освещения одного квадратного метра не всегда является корректным. Это связано с тем, что световой поток в данном случае отражает только конкретные возможности определенного источника света. При этом учет отдаленности от выбранного объекта освещения для комнаты не берется в учет. Поэтому тут рационально вводить такой параметр, как освещение. Он измеряется в люксах.

Исходя из этого, было установлено равенство, между люксами и люменами. Таким образом, на один метр квадратной площади комнаты приходится световой поток в один люмен и равняется он одному люксу. Эта норма применима для всех помещений, как жилых, так и нежилых.

Обратите внимание! При удалении от источника света происходит пропорциональное уменьшение освещенности на квадрат расстояния.

Необходимые объемы

После того, как мы разобрались с понятием освещенности и поставили знак равенства между люменами и люксами, можно приступать к определению нормы освещенности для среднестатистического человека. Над этим вопросом работали медики и психологи, которые разработали необходимые показатели уровня освещенности для каждого помещения и комнаты в доме. Все они приведены в таблице СНиП.

Обратите внимание! Все нормы, приведенные в этой документации, являются рекомендованными. Помимо этого они являются минимальными и для жилых помещений могут претерпевать определенные изменения в установленном диапазоне. Вместе с тем, изменения должны быть минимальными, чтобы не повлиять на организм человека негативным образом. Этот диапазон составляет 10-50 люкс.

Показатели для квартиры

Существующие нормы позволяют создать комфортный уровень освещения. Они приведены в люксах, которые при желании можно указать и в люменах.
Для расчета количества люменов необходимо руководствоваться ориентировочными методами. Используя параметры, указанные в таблице, можно приблизительно прикинуть то количество люменов, которое нужно, чтобы осветить один метр квадратный помещения с высотой потолка примерно в три метра.

Расчеты для разных ламп

От выбора источника света напрямую зависит расчет количество люменов необходимых, чтобы осветить один метр квадратный пространства в зависимости от того, какие нормы существуют для конкретного помещения.
Определение типа и количества источников света – важнейшая задача для любого владельца квартиры. Чтобы оценить необходимый уровень освещенности и остальные показатели (тип лампочек и их количество), нужно оценивать такие параметры:

площадь комнаты;
мощность приобретенных лампочек;
нормы СНиП.

Виды ламп

В ситуации, если вы купили энергосберегающие источники света (люминесцентные, светодиодные и т.д.) при расчетах на один квадратный метр площади комнаты необходимо учитывать соответствующие коэффициенты.
Для люминесцентных лампочек число Ватт на один метр квадратный должно быть уменьшено примерно в 3,5-4,5 раза. А вот если используются светодиодные лампы – сразу в 6-8 раз. Такая ситуация сложилась по причине того, что современные энергосберегающие лампочки обладают гораздо большей светоотдачей по сравнению с лапами накаливания. В результате при существенно меньшем потреблении электроэнергии, такие изделия будут давать гораздо более яркий свет. Поэтому их количество нужно будет уменьшать пропорционально повышению уровня светоотдачи.

Таблица мощности

Помимо этого необходимо помнить, что в данной ситуации также необходимо оценивать высоту потолков. Сегодня люди проживают как в новостроях, так и в старых хрущевках. И высота потолков бывает различной. При наличии потолков в три метра, число Ватт и люменов нужно будет увеличить минимум на 1,5.

Важные моменты

Чтобы сделать профессиональный расчет уровня освещенности и количество необходимых люменов, следует в обязательном порядке учитывать следующие моменты:

тип лампы;
высота, на которой будет размещен осветительный прибор;
тип светильника;
его расположение в помещении касательно вертикальной плоскости. Здесь следует оценивать коэффициент полезного действия осветительного устройства;
светоотражающие характеристика материала, которым производилась внутренняя отделка помещения: стен, пола и потолка.

При определении светоотражающей способности стен, потолка и пола необходимо помнить, что чем светлее комната будет, тем выше станет величина светоотражения:

если потолок и стены выполнены в светлых тонах, то коэффициент светоотражения составит примерно 0,7;
при оформлении помещения светлыми, бежевыми и светло-серыми фасадными красками данный коэффициента составит примерно 0,5-0,6;
для темных цветов – 0,3;
при оформлении комнаты черным гранитом или мраморов, коэффициент отражения составит примерно 0,1.

Для расчета оптических характеристик помещения, используют параметр КПД и специальные унифицированные таблицы.

Обратите внимание! За не имением желания или возможностей самостоятельно произвести растет люменов для определения уровня освещенности, можно воспользоваться услугами специализированных контор.

Они смогут быстро произвести необходимые подсчеты, исключив возможные ошибки или погрешности.

Проводим расчеты

Чтобы определить освещенность для поверхности (в люксах), а также показатель светового потока (в люменах), следует проделать несколько этапов подсчетов:

расчет требуемой в конкретном помещении совокупной величины показателя светового потока;
затем, на основании полученных цифр, нужно определить необходимое количество источников света в зависимости от их мощности.

Для того чтобы определить показатель светового потока (в люменах), следует использовать специальную формулу – «световой поток = X * Y * Z», где:

X – норма, установленная для освещенности конкретного помещения/объекта. Для этого руководствуйтесь таблицей СНиП, приведенной в нашей статье самой первой;
Y – площадь конкретной комнаты (указывается в квадратных метрах);
Z – поправочный коэффициент, который вводится в зависимости от того, какую высоту имеют потолки в помещении, для которого проводятся расчеты. Если высота потолка будет составлять от 2,5 до 2,7 метра, тогда коэффициент принимается как равный единице. При наличии потолков от 2,7 до 3 метра, коэффициент = 1,2. Если вы являетесь счастливым обладателем потолков от 3 до 3,5 метров, тогда коэффициент = 1,5. Редко, но потолки могут быть от 3,5 до 4,5 метров. В такой ситуации коэффициент будет равен 2.

Высота потолков важна

Подставив все значения в формулу, вы получите то количество люменов, которые необходимо на один метр квадратный конкретного помещения.
После этого вам необходимо завершить расчеты, определив количество лампочек и светильников, которые следует установить в помещении, чтобы получить качественный и комфортный уровень освещенности. Для этого вам необходимо руководствоваться таблицей, в которой приведены показатели мощности светового потока для светодиодной лампы. Мы остановились именно на светодиодном источнике света, так как именно он сегодня наиболее часто используется для внутреннего освещения помещений.

Таблица показателя мощности светового потока

Величину, которая получилась у нас на первом этапе, необходимо поделить на световой поток используемой лампочки (взятой из таблицы) и вы получите требуемое количество светодиодных ламп этой мощности для комнаты.

Полезно знать

При получении не целого значения (например, 3,75) его необходимо округлить в большую сторону. Небольшое превышение нормы будет лучше, чем ее недостаток.
Более качественное освещение будет при равномерном размещении осветительных приборов по всему периметру потолка. В такой ситуации, а также при каком-то особом дизайнерском подходе к осветительным приборам, можно взять большее количество лампочек, но с меньшей мощностью. Например, вместо 4 ламп по 10 Вт, можно взять 9 лампочек по 5 Вт.
Как видим, сами по себе расчеты довольно просты, но чтобы их осуществить нужно понимание природы освещенности и что на нее влияет. Правильно все рассчитав, вы сможете создать в любом помещении дома комфортный уровень освещенности.

Решение проблемы мерцания светодиодных лент во включенном состоянии

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.

Оценки освещённости, и других фотометрических величин – выполняются с учетом восприятия излучения человеческим глазом.

Как известно, глаз человека воспринимает электромагнитное излучение, длина волны которого находится в диапазоне 380 нм — 780 нм.

Причем чувствительность человеческого глаза (отношение энергии излучения по оценке воспринимающим свет человеком и объективно измеренной энергии) зависит от длины волны. При длине волны 555 нм (зелёный свет) чувствительность глаза к световому излучению максимальна.

Световой поток - это величина, характеризующая мощность потока светового излучения по восприятию его неким усредненным человеческим глазом с его (глаза) чувствительностью к излучению с конкретной частотой. В настоящее время для учета последнего параметра используются таблицы, приведённые в немецком стандарте DIN 5031. Световой поток измеряется в люменах.

Сила света (I) – это световой поток, распространяющийся в рамках какого-либо направления, то есть частное от деления светового потока на телесный угол, внутри которого этот поток распространяется (измеряется в канделах).

Освещенность (Ev) - это световой поток, деленный на значение площади, на которую он (поток) падает. Измеряется освещенность в люксах, лк (1 люкс равен 1 люмен / 1 квадратный метр).

Яркость – это отношение силы света, создаваемого источником, к площади этого источника.

В системе СИ – семь основных единиц, в том числе – кандела. Один Ватт электромагнитного (светового) излучения при длине волны 555 нм воспринимается глазом как 683 люмена. Константа Km, равная 683 лм / Вт, называется коэффициентом фотометрического эквивалента излучения.

ЛЮКСМЕТР TESTO 545. Прибор для измерения освещенности

Какой должна быть освещенность

При расчете освещения в помещении необходимо определить требования по освещенности в конкретных точках помещения. Эти требования содержатся в нормативных документах:

СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03;
СП 52.13330.2011.

Важно понимать, что освещение помещений может быть не только искусственным, но и естественным. Однако в наших расчетах естественное освещение мы рассматривать не будем. Вопрос, конечно, очень важный, особенно при проектировании энергоэффективных зданий. Но это вопрос скорее строительного проектирования. Количество, мощность и расположение светильников (даже при наличии окон) все равно определяются при условии отсутствия естественного освещения.

Требования к освещённости некоторых типичных видов помещений находятся в таблице 1.

Виды источников света

Кроме требований по освещённости следует учитывать качество излучения осветительных приборов. Для наших глаз самое приятное и комфортное освещение – природное (дневной солнечный свет). И главной задачей создания является максимальное его приближение к естественному.

Важная характеристика источника света – цветовая температура (см. таблицу 2).

Технические характеристики некоторых видов ламп показаны в таблице 3. Электрическая мощность лампы – это потребляемая от сети электрическая мощность. Световой поток – это «световая мощность» лампы, т. е. мощность, оцениваемая с учетом спектральной чувствительности человеческого глаза. Отношение этих величин называется «световой отдачей».

Подбор осветительного оборудования

Для расчета освещённости чаще всего применяют профессиональную бесплатную программу Dialux. Для тех, кто пользуется этой программой нечасто, в стандартной установке есть «лайт» версия.

Однако эта программа и квалификация для её использования не всегда в наличии. Кроме того, для её использования необходимы файлы описания используемых светильников в формате IES Photometric Data File. Он поддерживается не только Dialux. Большинство профессиональных программ, которые используются для расчета освещения помещений (семейство программ 3D Studio, Lightscape, Relux, CINEMA 4D и др.), также используют этот стандартизованный фотометрический формат представления информации о светильниках.

Для расчета освещения вручную используются:

метод удельной мощности,
метод коэффициента использования,
точечный метод.

Метод удельной мощности

Это самый простой метод, применение его вполне оправдано для оценки общего освещения.

Для определения необходимой суммарной мощности светильников надо умножить нормативную удельную мощность (на единицу площади) на площадь помещения.

При определении нормативных параметров учитываются назначение помещения, тип источников света, распределение светильников по горизонтали и вертикали (примеры – в таблице 4).

Количество светильников и их расположение определяются исходя из рассчитанной общей суммарной мощности, мощности выбранных светильников и условия создания освещённости наиболее разумной конфигурации.

Метод коэффициента использования светового потока

При проектировании общего освещения применение этого метода вполне оправдано.

Вначале выполняется предварительное определение положений источников света. При этом учитываются конфигурация помещения, возможность отражения света от поверхностей ограждений.

Необходимый световой поток одного светильника Ф рассчитывается по формуле:

Ф=ЕнSKзапZ / N η,

где Ен – нормативная освещенность, лк (по требованиям СП и СанПиН); S – площадь, кв. м; Кзап – коэффициент запаса (величина Кзап зависит от состояния светильников, ограждающих поверхностей, подробнее – в таблице 5); Z – коэффициент минимальной освещенности (ориентировочно, для люминесцентных ламп Z = 1,1 для ламп накаливания Z = 1,15); N – количество светильников (обычно приближенно оценивается на основании анализа особенностей помещения до проведения уточняющих расчётов); η – коэффициент использования светового потока.

Коэффициент η зависит от типа светильника, индекса помещения i и коэффициентов отражения: потолка rп, стен rс, пола rр.

Типовые значения коэффициентов отражения составляют:

для офисов: rп = 70%, rс = 50%, rр = 30%.
для обычных производственных помещений и цехов: rп = 50%, rс = 30%, rр = 10%.
для цехов с повышенной запылённостью: rп = 30%, rс = 10%, rр = 10%.

Индекс помещения i определяется так:

где А, В, h – горизонтальные и вертикальный размеры помещения.

В таблице 6 приведены значения η для светильника с люминесцентными лампами:

Выполнив расчёт по формуле, мы можем подобрать светильник. Если задача выбора светильника не решается сразу, повторяем итерации, изменяя исходные данные, пока не подберём то, что нужно.

Точечный метод

Метод – достаточно универсальный и может быть использован при любом взаимном расположении освещаемых поверхностей и источников света. Для выполнения расчета используются оценки освещенности в нескольких точках, на которые попадает свет от светильников.

Расположение точечных светильников и графики для круглосимметричных источников света

Светильники могут быть расположены каким угодно образом, могут образовывать любую правильную или неправильную геометрическую фигуру. Для контроля оценивается освещённость в характерных важных для Вас точках.

Применение точечного метода оправдано в помещениях с оборудованием, темными стенами и потолком, со сложной конфигурацией. Если нужно применять точечный метод, то может оказаться, что освоение и использование специализированного программного обеспечения позволит сэкономить время и силы.

Расположение светильников на первом рисунке лампами накаливания на втором — люминесцентными лампами

Теоретическая формула для расчета освещённости поверхности в точке имеет вид:

E = Iα cos(α) / r2,

где Iα - сила света в направлении от источника к точке (определяется по кривым или таблицам для выбранного светильника), кд; α - угол между перпендикуляром к поверхности и направлением на источник света; r - расстояние между источником и точкой, м.

При оценке освещённости точки горизонтальной плоскости потолочным светильником, расположенным на высоте h от поверхности, приведённую формулу можно переписать в следующем виде, приспособленном для технических расчётов:

E = Iα cos3(α) µ / h2 Kзап,

где — коэффициент µ введен для учета влияния отраженного светового потока и удаленных светильников (обычно µвыбирается в диапазоне 1,05 — 1,2).

Коэффициент запаса Kзап мы уже обсуждали, рассматривая метод коэффициента использования. Определение освещенности выполняется с привлечением справочной информации, как правило, используются графики пространственных изолюкс (т. е., линий, соединяющих равноосвещенные точки), а также вспомогательные таблицы.

То, что все хорошо в меру – незыблемая истина. То же касается и освещенности комнат. Ее недостаток приводит к быстрой утомляемости, потере работоспособности и так далее. Избыток же повышает возбудимость, мешает сосредоточиться. И это лишь небольшой перечень того, что является следствием несоблюдения норм.

Следовательно, расчет уровня освещенности жилой комнаты или офиса необходим не только для комфортности, но и для здоровья людей, которые вынуждены подолгу находиться в замкнутом пространстве, коим, по сути, и является любое помещение, для чего бы оно ни было предназначено.

Знание правил расчета естественного освещения зданий пригодится тем, кто только планирует построить собственный дом. Таким читателям автор рекомендует ознакомиться со сводом правил (СП) № 23-102 от 2003 года. Этот документ поможет определиться с размерами и геометрией оконных проемов в зависимости от их расположения относительно сторон света и ряда других параметров.

Зачем нужно делать расчет освещенности? Основная задача – максимально приблизить организуемое (искусственное) к природному (естественному).

Что учитывается при расчете

Специфика установки осветительного прибора

Место. Как правило, это потолок или стены. Нередко светильники прокладываются и по плинтусам, но это уже скорее подсветка, а не освещение помещения.
Направление светового потока. Лампа может быть установлена так (особенно если она в плафоне), что свет распространяется лишь в определенную сторону – вверх, вбок или вниз.
Высота расположения осветительного прибора.

Особенность конструкции светильника

Наличие/отсутствие плафонов.
Степень их прозрачности.

Тип лампы

Подобные изделия производятся по разным технологиям и классифицируются на люминесцентные, галогенные, с нитью накала и ряд других. Что важно?

Мощность (Вт – ватт).
Световой поток (лм – люмен).

Цветопередача (0К). По данному параметру все изделия подразделяются на лампы холодного или теплого света.

Все эти характеристики указываются в документации на каждый образец.

Особенности отделки и меблировки помещения

Общеизвестно, что светлые тона свет отражают, а темные наоборот – поглощают его. Именно этот фактор многие и упускают при расчете освещенности. А цвет обоев (панелей, декоративной штукатурки) и мебели обязательно следует учитывать.

Нормы освещенности

Не зная этого, нет смысла говорить о каких-либо расчетах. Нормы подробно изложены в СНиП № 23-05 от 1995 года. Но с тех пор отдельные положения правил претерпели изменения. Существует более поздний документ – СП № 52.13330 от 2011 года – являющийся актуализированной редакцией вышеуказанного. Вот им и следует руководствоваться. В частности, в таблице указаны основные требования к освещению (естественному и искусственному) помещений зданий жилого фонда и общественных.

Что такое освещенность? Это количество (интенсивность) светового потока, приходящегося на 1 «квадрат» комнаты (лм/м²). Единица измерения – лк (люкс). Нормы для основных типов помещений приведены в таблицах:

Пример расчета

Возьмем 2 типовые комнаты. Порядок расчета для остальных тот же самый.

Кабинет (офисное помещение)

Исходные данные:

S – общая «квадратура» (a х b).
φ – индекс помещения. Определяется по формуле: S/(h1 – h2) х (a + b). Учитывается в ряде таблиц.
E – освещенность по нормативу. Если речь идет о зональном (секторальном) освещении, то, к примеру, для крышки стола, расположенной на уровне 80 см от пола, значение освещенности – 400 лк.

Количество осветительных приборов (N) определяется по формуле: 100 х E х S х k/U х n х Фл,

n – лампочки (штук) в светильнике;
Фл – световой поток (лм) каждой из ламп;
k – коэффициент запаса (его принимают = 1,2 – 1,3; в некоторых случаях пренебрегают);
U (Ки) – табличное значение (эффективность использования конкретного прибора).

Кухня

В большинстве домов она не более 9 м² – исходим из этого.

Определяется общий уровень освещенности. Норма для 1 «квадрата» данного помещения (таблица 2, нижняя) – 250 лк. Получается, что необходимо обеспечить освещенность на уровне 2250 лм (250 лк х 9 м2).
Выбирается количество и тип ламп. Для этого есть таблица 1. Что получается? Если использовать изделия с нитью накала («лампочки Ильича»), то понадобится порядка 4-х мощностью 65 Вт. Например, люстра на 4 плафона. Или парочка «соток» в бра.

Что следует учесть:

Тип плафона. Если он матовый, то мощность лампы следует увеличить примерно в 1,5.
Цветопередача. Для ламп накаливания это значения не имеет. Данная характеристика неизменна – 2 750 0К. А вот при использовании новых (энергосберегающих) приборов нужно обратить внимание, теплый или холодный свет образец излучает.

На заметку

Не все обращают внимание на исполнение патронов в светильниках заводского изготовления. И нередко это чревато тем, что его корпус или трескается, или оплавляется. Прежде чем заниматься приведением освещения помещения в норму, стоит посмотреть, на какую мощность рассчитан патрон. Если на 60 Вт, то вкручивать в него лампу на 100 вряд ли стоит.

Независимо от типа ламп, количества светильников и их расположения, нормы освещенности – величины стандартные. То есть, значения табличные, по СНиП. При этом отношение освещенности горизонтальной и вертикальной не должно превышать 2.

Автор обращает внимание, что самостоятельный расчет освещенности – это не только создание уюта и благоприятных условий для домочадцев, но и элемент экономии семейного бюджета. Думается, не нужно пояснять, что чем мощнее лампочка, тем быстрее «накручивает» счетчик.

Кроме того, в статье не зря даны ссылки на ряд нормативных документов. Всего предусмотреть невозможно, поэтому материал носит несколько общий, ознакомительный характер. Так или иначе, но для каждой комнаты расчеты придется делать индивидуально. И лучше самому. Конечно, можно пригласить и профессионала. Но его визит (только за то, что он перешагнет порог) обойдется рублей в 200 – 250; замеры «квадратуры», оценка специфики помещения и непосредственно вычисления – от 1 500.