Расчет освещенности

Как рассчитать освещённость помещения светодиодными и другими лампами, пример расчёта

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.

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

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.

  • Наличие/отсутствие плафонов.
  • Степень их прозрачности.

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

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

Все эти характеристики указываются в документации на каждый образец.

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.

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/м?). Единица измерения – лк (люкс). Нормы для основных типов помещений приведены в таблицах:

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

  • S – общая «квадратура» (a х b).
  • ? – 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).

В большинстве домов она не более 9 м? – 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.

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.

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.

Основные параметры освещения. Способы расчета освещения.

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

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

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.

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 искусственного освещения является максимальное его приближение к естественному.

Используя искусственное электрическое освещение обязательно надо учитывать спектральный состав света, наличие и параметры пульсаций света. Например, люминесцентные лампы дневного света могут выдавать пульсирующий свет, что очень нехорошо воздействует на зрение. Некоторые современные источники света имеют неравномерный спектр, у некоторых имеются «паразитные» участки спектра в ультрафиолетовом диапазоне.

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».

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:

  1. метод удельной мощности,
  2. метод коэффициента использования,
  3. точечный метод.

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.

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:

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); ? – коэффициент использования светового потока.

Коэффициент ? 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 ? 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.

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:

где I? — сила света в направлении от источника к точке (определяется по кривым или таблицам для выбранного светильника), кд; ? — 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 = I? cos3(?) 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.

Добавить комментарий Отменить ответ

Выберите рубрику

Недавние публикаций

Мы в Контакте

All rights reserved © 2015.

Копирование текстов запрещено.

Все видеоматериалы и картинки не являются собственностью сайта. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.

Производим расчёт освещённости помещения

При всех достижениях современной науки наилучшее освещение до сих пор предоставляет природа. Человеку остаётся только стремиться максимально приблизиться к показателям естественного света, которые обеспечивают нам солнце, и по возможности подражать. Именно поэтому к такому, казалось бы, банальному делу, как расчёт освещённости помещения, желательно подойти со всей ответственностью. Лучше, чем надо — всё равно не получится.

Правильное распределение света — залог уюта в комнате

Сам расчёт освещения состоит из подсчёта общей мощности (электрической или световой), количества светильников, а также количества ламп и мощности каждой из них. А вот факторов, которые могут повлиять на эти расчёты, довольно много.

Сосредоточимся на тех характеристиках, которые могут быть учтены самостоятельно. Это:

  • тип помещения (гостиная, кухня, рабочий кабинет и т. д.);
  • высота потолка;
  • цвет напольного покрытия, мебели или стен;
  • наличие или отсутствие зеркал.

Уровень освещённости разных типов комнат зависит от их целевого назначения. То, что в гостиной или кухне будет нормой — для спальни уже слишком ярко, и наоборот. Высота потолка тоже имеет определённое значение. Стандартом при вычислениях считается высота до 3 м. Если она находится в пределах от 3 до 4 м — все результаты нужно умножить на 1,5, если больше — на 2.

Прежде всего, следует исходить из типа помещения

Учёт цветовой гаммы и наличия зеркал производится с помощью специальных коэффициентов и индексов. Если пытаться учесть абсолютно всё, то можно надолго застрять в этом процессе. В основном сложности возникают при выполнении зонирования помещения с помощью света. Но, с другой стороны, это больше касается сложных дизайнерских планировок, и такие данные входят в дизайн-проект. Постараемся дать рекомендации по расчётам, которые пригодятся в большинстве случаев.

Их можно выделить два:

  1. По электрической мощности (в Ваттах).
  2. По световой (в Люменах).

Для каждого варианта предусмотрены свои нормы, формулы и единицы измерения. Оба имеют свои достоинства и недостатки. Рассмотрим их более детально.

Этот способ рассчитать освещённость помещения самый простой, привычный, но не самый точный. Для его применения необходимы следующие данные:

Площадь находим по простой школьной формуле S=a*b. Далее, берём данные о необходимом количестве Ватт на 1 м 2 — в среднем это 20 Вт — и множим на площадь. Математически это будет выглядеть так: P=S*p, где P — общая мощность, p — номинальная для 1 м 2 . Теперь можно высчитать количество лампочек в помещении. Просто делим общую мощность на этот же показатель для одной лампы. То есть, если вы хотите осветить помещение, которое требует в общем 300 Вт с помощью лампочек в 75 Вт, то: 300/75=4 — именно столько источников света вам понадобится.

Рациональное использование источников освещённости позволит улучшить атмосферу в помещении

Следует отметить, что норма 20 Вт — очень приблизительна. И чтобы повысить точность, желательно использовать отдельные показатели по каждому типу помещения:

Все данные о мощностях мы умышленно привели для обычных ламп накаливания, как самых распространённых в наших краях. Производители более дорогих и в то же время экономичных видов зачастую указывают на упаковке какой по мощности лампе накаливания соответствует этот экземпляр.

Этот способ, с одной стороны, более точный, с другой — менее привычный. Хотя, если разобраться в единицах измерения, то ничего сложного в нём нет. Сложность заключается в том, что большинство из нас ассоциирует всё связанное с освещением с Ваттами. Но на самом деле эта единица измерения показывает лишь сколько ваша лампа потребляет электрической энергии. А сколько она при этом даёт света, её световой поток, измеряется в Люменах (Лм). В свою очередь, освещённость помещения измеряется уже в Люксах (Лк). 1 Лк равен 1 Лм на 1 м 2 . Объясняем проще. Если с помощью светового потока в 1 Лм осветить поверхность площадью в 1 м 2 — такая освещённость будет равна 1 Лк.

Дальше действуем по тому же алгоритму. Берём общую площадь, множим её на необходимую освещённость для 1 квадратного метра и получаем мощность светового потока, которая нужна для освещения всего помещения. Формула почти такая же, как и раньше: P=S*E. Где S по-прежнему площадь, P — общая мощность (теперь в Лм), а E — освещённость 1 м 2 в Лк.

Помните об эффективности каждого источника освещения

Чтобы воплотить эту формулу в жизнь понадобятся нормы по освещённости того или иного типа помещения. По разным нормативным документам они составляют:

  • гостиная — 100–200 Лк;
  • кухня 150–300 Лк;
  • ванная комната — 50–200 Лк;
  • спальня — 100–200 Лк.

Осталось произвести расчёт количества светильников. Для этого общую мощность (P) делим на световой поток от одного источника (F) — n=P/F. Здесь тоже потребуются определённые цифры. А именно световая мощность разных видов ламп. Почти всегда эти сведения можно найти на упаковке. Но на всякий случай основные из них приведём и здесь:

Подставив данные из таблицы в формулу над ней, вы сможете рассчитать количество источников света при использовании разных типов ламп.

Как мы и говорили, если внимательно отнестись к единицам измерения и не путать Люмены и Люксы — сам расчёт ничего сложного собой не представляет. При достаточном уровне ответственности и внимания произвести его сможет каждый. Но если эта информация вас немного озадачила — можем предложить произвести подсчёт онлайн. Для этого используйте специальный калькулятор освещённости помещения.

Как рассчитать освещённость помещения светодиодными и другими лампами, пример расчёта
Хотите понять, все ли у вас в порядке с освещенностью помещений? О существующих нормах, алгоритме расчета можно узнать здесь. В статье приведен конкретный пример вычисления освещенности комнаты и указаны основные нормативные документы.
http://electroadvice.ru/working/raschyot-osveshhyonnosti-pomeshheniya/
Основные параметры освещения
Существуют ручной способ расчета освещения помещении и с помощью различных программ — почти полностью на автомате это расчеты квартир, офисов, домов и др
http://infoelectrik.ru/sistema-osveshheniya/raschet-osveshheniya-pomeshheniya.html
Производим расчёт освещённости помещения
Грамотный расчёт освещённости помещения будет способствовать повышению уровня комфорта в вашем доме. А наши рекомендации помогут избежать ошибок и неточностей при его выполнении.
http://repaireasily.ru/tips/raschyot-osveshhyonnosti-pomeshheniya.html

COMMENTS