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.
Они смогут быстро произвести необходимые подсчеты, исключив возможные ошибки или погрешности.
Задача №1 — расчёт мощности светильника
Я столкнулся c первой задачей. То есть я решил, каким образом будут располагаться светильники и для осуществления моей задумки, я расположил девять светильников в виде буквы «П»:
Соответственно мне необходимо было определить, каким световым потоком должен обладать светильник, чтобы обеспечить требуемую освещённость на кухне, а по световому потоку выбрать марку и модель светильника.
Для расчёта требуемого количества светильников нам необходимо знать нормативную освещённость, которая устанавливается СНиП 23-05-95* — «Искусственное и естественное освещение». Согласно данного СНиПа для кухни Ен=150 лк
Площадь моей кухни равна 5 кв.м, S=5
Количество светильников: N=9
Теперь осталось разобраться с коэффициентами:
К – коэффициент запаса, также как и нормативная освещённость принимается по СНиП 23-05-95 (для жилых помещений 1,4 – 1,5), я принял К=1,4
Z – коэффициент неравномерности, принимается в зависимости от типа ламп и находится в пределах 1,0-1,2, для светодиодных светильников допускается принять Z=1,0
η – коэффициент использования светового потока, зависит от индекса помещения, отражающих поверхностей и типа ламп. Вообще данный коэффициент принимается по специальным таблицам, их можно найти на сайтах производителей ламп. На данный момент, я смог найти таблицы только для люминесцентных и ртутных ламп, всё-таки светодиодные лампы только набирают обороты, и информации для расчётов практически нет, но при всём этом, одну из таких таблиц активно используют сайты, продающие светодиодное оборудование: вот один из них — http://diode-system.com/kak-rasschitat-kolichestvo-svetilnikov.html А если используют профессионалы, то почему бы не воспользоваться и нам?
Таблица коэффициентов использования светового потока:
Теперь нужно понять, как ей пользоваться. Мы видим, что коэффициент использования светового потока зависит от индекса помещения и от коэффициентов отражения поверхностей потолка, стен и пола. Для коэффициентов отражения приведены наиболее распространённые варианты. Например: схема 0,7-0,5-0,3 (четвёртый столбик таблицы) соответствует помещению с белым потолком, светлыми обоями, и напольным покрытием, которое темнее обоев (это наиболее распространённый вариант)
Примерные коэффициенты отражения приведены в таблице ниже:
Согласно таблицы, для моей кухни подойдёт схема 0,7-0,5-0,3
Теперь рассчитаем индекс помещения — i. Этот параметр напрямую зависит от габаритов помещения и высоты рабочей поверхности. Если рабочей поверхностью считают стол, то обычно hраб=0,8 м. Для кухни рабочей поверхностью является: стол, плита, столешница, мойка, а они, как правило, имеют высоту 0,8-1,0 м, поэтому я принимаю hраб=0,8 м
Теперь рассчитаем расчётную высоту. Расчётная высота – это расстояние от светильника до рабочей поверхности, в моём случае светильники точечные встраиваемые, то есть расчётная высота будет измеряться от плоскости потолка до рабочей поверхности:
Сам индекс помещения рассчитывается по формуле:
a и b – соответственно ширина и длина помещения.
Округляем индекс помещения в большую сторону из ряда: 0,6; 0,8; 1,00; 1,25 и т.д. (смотрите второй столбец таблицы). Соответственно я принимаю 0,8
Теперь у нас есть все данные, чтобы определить коэффициент использования светового потока, пользуемся таблицей и получаем, что η = 0,39
И так, подставляем все данные в формулу для определения светового потока одного светильника:
То есть световой поток одного светильника будет равен 299 люмен. Это ориентировочно светодиодные светильники мощностью 3,5-4 Вт (см. таблицу ниже)
То есть для моей кухни подойдёт 9 светодиодных ламп мощностью 3,5 — 4 Вт (≈ 299 лм). Заходим в интернет и находим светильники соответствующей мощности, на всякий случай смотрим такой параметр, как световой поток (чтобы он был не менее нашего расчётного).
Вот, что удалось найти сразу:
Самое главное не ошибитесь с типом лампы, её цоколем и патроном. В своих точечных светильниках я использовал лампы с типоразмером MR16 и цоколем GU-5.3
Упрощенный способ
Если высоких требований к точности результатов нет, можно провести упрощенный расчет освещения в комнате. При этом формула вычисления та же:
Упрощение в том, что коэффициент использования светильников n не рассчитывается, а берется его среднее значение – 0.5.
Есть еще один метод. Он похож на то, как некоторые оценивают необходимую освещенность: «Здесь пары «соток» хватит». Сводится такой метод к поиску в таблице нужной электрической мощности в зависимости от назначения помещения. Очевидно, что точность таких «расчетов» невысокая, но мы все же приведем табличку.
Мощность ламп для нормированного освещения жилых помещений
| Тип помещения | Суммарная мощность ламп, вт | ||
|---|---|---|---|
| Лампы накаливания | Люминесцентные лампы | Светодиодные лампы | |
| Гостиная площадью около 18 метров квадратных | 350 | 70 | 40 |
| Жилые комнаты средней стандартной площади | 200 | 40 | 25 |
| Кухня | 150 | 30 | 18 |
| Ванная комната | 100 | 20 | 12 |
| Санузел | 60 | 12 | 7 |
| Прихожая, коридор | 100 | 20 | 12 |
И третий, самый простой, хотя и не самый точный способ – воспользоваться онлайн калькулятором расчета освещенности помещения.
Полезно! Если вы не знаете, какой световой поток создает лампа, воспользуйтесь таблицей, умножив значение лм/Вт на мощность лампы.
Таблица светоотдачи ламп разного типа
| Тип ламп | Световая отдача, лм/Вт |
|---|---|
| Обычные накаливания | 10-16 |
| Галогенные | 15-22 |
| Люминесцентные | 50-70 |
| Натриевые | 150-200 |
| Металлогалогенные (ксеноновые) | 70-100 |
| Светодиодные | 80-120 |
Что нужно учитывать при расчете
При организации рациональной системы освещения для жилых домов учитывается целевое назначение каждого помещения, площадь, высота потолков, хаpaктеристики отделки, отсутствие/наличие зеркал. Не менее важные показатели: высота и место установки светильников, эксплуатационные хаpaктеристики плафонов, градус, под которым падает световой поток. Осветительные приборы, установленные на потолок, обеспечивают более высокий уровень освещенности, чем те, которые монтируются на стены.
Для производственных и складских площадей учитывается вид выполняемой работы, нормированный уровень освещенности, наличие загрязнений (пыли, пара, газов), пожаро- и взрывоопасность, цвет отделки
Для предприятий важно снизить расходы на электроэнергию, поэтому при выборе источников света этот показатель далеко не на последнем месте
При выполнении работы, требующей повышенного напряжения зрения, проектом предусматривается дополнительное освещение рабочих мест.
Значение освещенности
Неправильное освещение – враг зрения
Роль света в повседневной жизни сложно переоценить, ведь без освещения комфорт нашего жилища будет очень снижен. Свет оказывает влияние не только на безопасность нашего перемещения по квартире, но и на показатели здоровья. Если комнату будет освещать недостаточное количество ламп, то могут возникнуть следующие проблемы со здоровьем:
- значительное падение остроты зрения. В самом плохом случае могут понадобиться очки и консультация у офтальмолога;
- снижение общего здоровья домочадцев;
- появление излишней раздражительности;
- падение иммунитета и увеличение частоты появления простудных заболеваний;
- снижение продуктивности работы;
- нарушение сна;
- снижение эмоционального фона домочадцев.
Как видим, для каждой комнаты необходимо рассчитать нужное количество лампочек, с помощью которых будет создаваться достаточное освещение помещения.
Расчет освещения светодиодами
При расчете уровня освещения, создаваемого светодиодными источниками, можно пользоваться простой формулой:
Световой поток одной лампочки = площадь освещения * уровень освещенности данного помещения / число ламп.
Освещение на один квадратный метр равняется:
Уровень освещенности = число ламп * световой поток / площадь комнаты.
Число лампочек зависит от способа монтажа светильников и люстр. Если лампы будут устанавливаться в классическую люстру, световой поток должен выбираться по необходимому уровню интенсивности. Если точечные источники света монтируются по периметру, уровень интенсивности нужно разделить на световой поток ламп. Также нужно учитывать, что на натяжном потолке светильники не должны располагаться ближе 25 см друг от друга.
Эффективный угол освещения светодиодов составляет 120 градусов
Поэтому важно следить за тем, чтобы свет распространялся равномерно и не было неосвещенных участков помещения. Этого можно достигнуть путем пропорционального уменьшения мощности каждой лампочки
Также учитывается высота установки. Точечные приборы ставятся выше на 20-30 см, чем лампочки в люстре, поэтому интенсивность должна быть выше примерно на 20%.
Для разных цветов помещений используются следующие коэффициенты:
- белая поверхность – 70%;
- светлая – 50%;
- серая – 30%;
- темная – 10%;
- черная – 0%.
Коэффициент отражения будет равняться сумме коэффициентов пола, потолка и стен, деленный на 3. Полученное усредненное значение можно использовать в итоговых расчетах.
Как правильно подбирать лампы
Лампы не стоит выбирать только по одному показателю даже в том случае, если он очень важный.
Кроме люменов, необходимо учесть и другие критерии:
- температуру цвета;
- экономичность источников света (мощность);
- вид источника питания (220 В, 12 В);
- возможность диммирования;
- соответствие цоколей патронам светильников, размеров лампочек плафонам;
- срок службы ламп.
Первыми выбираются самые экономичные источники света, к ним подбираются рациональные светильники, только потом определяется, сколько света требуется по площади. Желательно учесть отражающую способность стен и предметов интерьера и запас, который может потребоваться при выходе из строя отдельных ламп. По окончании расчетов создается эскиз системы.
Особое внимание вычислениям необходимо уделить при планировании светодиодного освещения. Эти лампочки на данный момент самые экономичные
Например, светодиодная лампа с мощностью 14 Вт дает такой же световой поток, как лампочка накаливания на 100 Вт.
Цветовая температура
Этот показатель относится к тем, что прямо влияет на психологическое состояние людей. Лампочки на 2500-300 К подходят для спален, установки вместе с люстрой в торшеры и бра в гостиных. Источники на 3000-4000 К – лучший вариант для жилых помещений. Лампы на 4000-5000 К следует купить для рабочего места кухни и уголков чтения в жилых комнатах.
Световой поток
Световой поток при падении на тело разделяется на 3 части: поглощенную, отраженную и пропущенную. Для того, чтобы расчеты были максимально точными, используются соответствующие коэффициенты, что усложняет процесс вычисления. Для определения полезной производительности светового потока лучше использовать люксы, позволяющие определить, какая часть излученного лампочкой доходит до каждого квадратного метра конкретной площади.
Чтобы определить, сколько лампочек нужно, чтобы достичь желаемого уровня освещенности, сначала рассчитывается поток света. Необходимо умножить норму, взятую из таблицы. На площадь помещения, потом – на коэффициент, зависящий от высоты потолков (для 2-7-3 м это 1,2, для 3-3.5 м – 1,5).
Чтобы определить их количество, достаточно разделить полученный при расчетах результат на количество люменов, указанных на заводской упаковке лампочек.
Если окончательный результат не целое число, оно округляется вверх.
Однако при таком способе расчета надо принимать во внимание, что свет в помещении будет тем ровнее, чем больше источников света. Поэтому если Вы предполагаете делать дизайнерское освещение с несколькими светильниками, встраиваемыми в потолок, то мы бы рекомендовали использовать 8 светодиодных лампочек по 5 Ватт каждая и распределить их по потолку на равном расстоянии друг от друга, либо сконцентрировав их в наиболее нужной зоне помещения
Тип рассеивателя
Основное предназначение рассеивателя (в быту это абажур) – равномерно распределить поток света, идущий от лампочки. Выбор зависит от того, какие люстры предпочитают члены конкретной семьи. Лампочки в них могут «смотреть» как вниз, так вверх. При первом варианте световой поток направляется на пол, абажур не позволяет ему осветить углы, что требует установки дополнительных местных светильников.
При втором варианте световой поток сначала направляется на потолок, только потом равномерно рассеивается по площади. Это значит, что люстры с лампочками, которые «смотрят» вверх, более комфортны для людей.
Важно так же правильно подобрать материал абажуров. Их производят из стекла, пластиков, металлов и даже бумаги
При выборе не стоит делать акцент на декоративных качествах, безопасность важнее. Например, если использовать в люстре с пластиковыми абажурами лампочки накаливания, она прослужит не долго.
Метод расчета по электрической мощности
Данный метод хоть и используется чаще, чем световой, но, тем не менее он является не самым точным. Его популярность обусловлена тем, что он достаточно прост в вычислении. Все что нужно знать это:
- Площадь помещения;
- Необходимая мощность.
Итак, сколько же ватт на квадратный метр освещения необходимо? Приступим к вычислению. Площадь вычисляется по школьной формуле. Площадь равна произведению двух сторон. Дальше следует умножить площадь на количество требуемых ватт (стандартно берется 20 Вт). Полученное число считается общей мощностью.
Чтобы рассчитать, сколько потребуется лампочек, нужно разделить общую мощность на показатель мощности самой лампы.
Здесь приведены мощности для ламп накаливания, с которыми мы все знакомы. Это не значит что пользователям более современных и экономичных ламп нужно большее их количество. Следует помнить, что на упаковке экономных лампочек, указанно какова соответствующая мощность с точки зрения ламп накаливания.
Зачем рассчитывать освещенность?
Независимо от того, какой светильник и лампа в нем используется, расчет освещения рекомендуется проводить отдельно для каждого помещения, с учетом используемых ламп, светильников, цвета и типа отделки. Только правильно разместив осветительные приборы в нужном количестве, удастся достичь гармоничного эффекта. Это необходимо для:
- Комфортного нахождения в помещении и жизнедеятельности.
- Работы зрительного аппарата человека в зависимости от выполняемых ним задач.
- Исключения снижения остроты зрения.
В процессе оценки светового потока во внимание берутся:
- Освещенность, измерение производится в люменах. Этот параметр считается самым важным, ведь оказывает влияние на значение светового потока, что распределяется по комнате.
- Яркость, основной измеритель – люксы.
- Сила света в канделах.
Лучшее освещение для человеческих глаз естественное, то есть дневное, утреннее, вечернее, в том числе то, что исходит от солнца за тучами. Свет от ламп – искусственный, он образуется, как результат трансформации в электромагнитное излучение электрической энергии. Ключевая задача расчета освещения комнаты – это приближение искусственного света (независимо от используемого типа ламп) к естественному.
Простой метод расчета
Предложенный вариант расчета больше подходит для помещения правильной формы – квадратного или прямоугольного. Освещенность измеряется в Люксах (Лк), просчет параметра светового потока будет состоять из двух этапов:
- Расчет сплошного светового потока, который требуется для подсветки комнаты с определенной квадратурой.
- Определение количество источников света.
На первом шаге рассчитываем требуемый параметр светового потока для комнаты. Просчет производится по формуле:
Свп=X*Y*Z, где
X – нормативные показатель освещенности для комнаты. Найти эти нормативы можно в перечне ниже.
Y – площадь комнаты в м².
Z – поправочный коэффициент с учетом высоты потолков. Так, для потолков высотой до 2,7 м этот параметр = 1, для 2,7–3 – показатель 1,2, для комнат с потолком 3–3,5м – 1,5, для помещения свыше 3,5 – коэффициент 2.
Нормативы для помещений в доме:
- Коридор, прихожая – 50–75 Лк.
- Кладовая – 50 Лк.
- Кухня – 150 Лк.
- Любая жилая комната – 150 Лк.
- Детская – 200 Лк.
- Санузел – 50 Лк.
- Кабинет или библиотека – 300 Лк.
- Лестница – 20 Лк.
- Сауна, бассейн – 100 Лк.
Второй этап поможет определить количество источников света, в данном случае берем светодиодные лампы. Приблизительные показатели, по которым можно ориентироваться:
| Мощность лампы, Вт | Световой поток, Лм |
| 3–4 | 250–300 |
| 4–6 | 300–450 |
| 6–8 | 450–600 |
| 8–10 | 600–900 |
| 10–12 | 900–1100 |
| 12–14 | 1100–1250 |
| 14–16 | 1250–1400 |
Теперь осталось только посчитать результат. Для этого цифру, что получена на первом этапе, необходимо разделить на параметр светового потока для лампы, которая будет использоваться. В результате получаем необходимое количество ламп.
Примеры
Исходные данные:
- Детская комната площадью 25 кв. м.
- Высота потолка – 3 м.
- Планируется использовать лампы 8 Вт.
Первый этап:
200 (X)*25(Y)*1,2(Z)= 6000 Лм
Лампы, которые будут использованы 10 Вт, их световой поток, заявленный производителем 900 Лм. То есть необходимое количество 6000/900=6,66. Округление дает количество 7 ламп.
Если использовать осветительные лампы с меньшей мощностью, к примеру, 4 Вт разместить их по периметру комнаты на стенах, то потребуется 13 лампочек. При этом распределение света будет более равномерным. Тут также следует учитывать и тип используемого светильника, его конструкцию и интерьерное решение.
Аналогичные расчеты удастся провести и для ламп накаливания и люминесцентных, в расчетах поможет таблица:
| Мощность лампы накала, Вт | Мощность ЛЛ, Вт | Световой поток, Лм |
| 20 | 5–7 | 250 |
| 40 | 10–12 | 400 |
| 60 | 15–16 | 700 |
| 75 | 18–20 | 900 |
| 100 | 25–30 | 1200 |
| 150 | 40–50 | 1800 |
Рассчитываем для той же комнаты. Ламп накаливания нужно:
- На 60 Вт – 6000/700=8,57, округляем – 9 шт.
- На 75 Вт – 6000/900=6,66, округляем – 7 шт.
- На 100 Вт – 6000/1200=5 шт.
Люминесцентные лампы:
- 10–12 Вт – 6000/400=15 шт.
- 15–16 Вт – 6000/700=8,57, округляем 9 шт.
- 18–20 Вт – 6000/900=6,66, округляем 7 шт.
Эти подсчеты приведены, опираясь на нормы еще советских СНиПов, поэтому эксперты рекомендуют умножать полученный результат на коэффициент 1,5–2 в зависимости от отделки помещения и интерьерных решений.
Совет! Чтобы не считать своими руками, можно использовать специальные приборы, например, Cromatest. Этот прибор помогает измерять интенсивность света. Еще один прибор – люксметр, основное компонент которого селеновый фотоэлемента. Также можно обратиться к специализированным компаниям, которые окажут помощь в расчете за определенное вознаграждение.
Расчет освещения светодиодными светильниками
Здесь используются очень простые формулы:
Расчет количества светодиодных светильников по площади производим исходя из размеров комнаты и требуемого уровня освещения.
Световой поток одной лампы = уровень освещённости * площадь комнаты / количество ламп
Расчет светодиодного освещения на квадратный метр:
Уровень освещённости = количество ламп * световой поток лампы / площадь освещения
Сколько нужно светодиодных светильников на квадратный метр зависит от типа монтажа светильников. Если светодиоды устанавливаются в обычную люстру, их световой поток подбирается исходя из необходимого уровня интенсивности света. При монтаже точечных светильников по периметру – делим необходимый уровень на показатель светового потока ламп, которые мы планируем устанавливать.
Следует учесть, что лампочки, расположенные в потолке, находятся на 20-30 см выше, чем в люстре, поэтому интенсивность света должна быть на 15-20% выше.
