Что такое коэффициент использования светового потока и как его рассчитать

Содержание

Для чего нужно делать расчет освещенности?

Расчет количества светильников и выбор их мощности производится с целью создания комфорта для человека, находящегося в условиях искусственного освещения. Дело в том, что чрезмерно яркий свет или наоборот его недостаток вынуждают наши глаза напрягаться. Частое напряжение зрительных органов приводят к утрате зрения. Кроме того, ученые доказали, что плохое освещение негативно влияет на психоэмоциональное состояние человеческого организма.

Идеальный свет для наших глаз несут природные источники освещения (утренний, дневной и вечерний свет). Ключевой задачей проектирования систем освещения выступает создание условий, при которых искусственный свет в помещении будет максимально приближен к естественному.

Результаты преобразования электрической энергии в электромагнитное излучение воспринимается нашим зрительным органом как свет. В СНиП присутствуют правила, согласно которым подбираются осветительные приборы для различных типов помещений.

Нюансы освещения помещений

Для подсвечивания комнат ориентируются на площадь помещения, выбранную схему размещения светильников (к примеру, с люстрой и точечными светодиодными лампами) и мощность осветительных приборов. Свет должен равномерно рассеиваться по квартире или офису.

Преимущества и недостатки

Светильники, изготовленные с использованием светодиодов, обладают многими преимуществами, в сравнении с лампами накаливания и энергосберегающими источниками света, а именно:

  • Малая электрическая мощность, определяющая низкий уровень потребления электрической энергии, при значительном световом потоке, излучаемом в процессе работы.
  • Продолжительные сроки эксплуатации, в разы превышающие сроки у аналогов (лампы накаливания и энергосберегающие лампы).
  • Возможность управлять уровнем освещенности и его качеством, посредством установки специальных устройств, диммеров.
  • Экологическая и пожарная безопасность подобных светильников, как для человека, так и для окружающей среды.
  • Способность создавать качественное освещение, без пульсаций, вне зависимости от качества напряжения и тока в питающих линиях.
  • Широкий диапазон рабочих температур и стойкость к внешним воздействиям.
  • Простота установки и обслуживания.
  • Разнообразие форм и конструкций, позволяет использовать для различных видов освещения.

Кроме перечисленных достоинств, которых достаточно много, есть и ряд недостатков, это:

  • Высокая стоимость – главный недостаток подобных устройств.
  • В процессе эксплуатации световой поток уменьшается, что снижает качественные показатели освещения.
  • При выходе одного из светодиодов, установленных в конструкции модели, выходит из строя все устройство, что требует его полной замены.

Два метода расчета количества светильников

Существует 2 способа определить количество светильников для нормального освещения комнаты:

  1. По электрической мощности.
  2. По световой мощности.

Первый вариант считается простым, но не таким точным. Во втором случае прибегают к аналогичному алгоритму расчета, но в формуле используют люмены.

Метод расчета по электрической мощности

Сколько ватт на квадратный метр? Нормой считается 20 Вт*м. кв. Для расчета освещенности используют следующую формулу: S*N/W, где S — площадь помещения, N — норма освещения, W — электрическая мощность лампы.

Пример

Имеется детская комната, площадью 17 кв. м. Этот тип помещений оборудуют светодиодными лампами, мощностью 60 Вт. Какое число осветительных приборов понадобится для создания комфортных условий проживания ребенка?

Расчет светильников:

17*20 = 340 Вт

340/60 = 5,6 ламп.

Электрики рекомендуют проводить округление в высшую сторону. Поэтому необходимо купить 6 светодиодных ламп.

Метод расчета по световой мощности

Расчет в люменах — более точный вариант при подборе осветительных приборов. Последовательность действий аналогична алгоритму расчета по электрической мощности. Единственное, в чем заключается разница — используют не Вт, а Люмены.

К примеру, для коридора в 10 кв. м. потребуется 500 Люменов (10 кв. м.*50 Люксов). Если вы планируете использовать приборы со световой мощностью 300 Люменов, то вам понадобится купить 2 светильника (500/300=1,7).

Нормы и требования по освещению

Чтобы грамотно нормировать освещение, нужно строго следовать СанПиН и иным нормативным документам. Все требования можно условно поделить на касающиеся собственно освещенности и относящиеся к качеству света. Общие для всех отраслей требования:

  • освещенность достаточна для каждого человека;
  • работник может регулировать освещение — направлять свет в нужную сторону, менять его интенсивность;
  • кроме искусственного света обязательно присутствует естественный;
  • все светильники на потолке, стенах должны быть приглушенного цвета, лампочки не вызывают зрительного дискомфорта.

Освещение при работе за ПК

Долгая, ежедневная работа с компьютером часто вызывает снижение зрения у сотрудников. Такие проблемы можно исключить или замедлить, соблюдая нормы и рекомендации:

  • световой поток — 300 Лк;
  • яркость элементов в осветительных приборах менее 200 кд/кв.м.;
  • коэффициент естественного освещения (КЕО) — от 1,2%;
  • расположение окна сбоку от места работы;
  • наличие индивидуальных приборов освещения в комплексе с общими, если последних не достаточно;
  • расположение локальных источников света справа от экрана;
  • отсутствие бликов на мониторе;
  • равномерное распределение луча света по столу и монитору.

Коэффициенты отражения окружающих поверхностей

Отражение от поверхностей — важный показатель при организации рабочего места. Коэффициент отражения поверхности означает способность основания отражать падающий световой поток. Он равен отношению света, отраженного от поверхности, к общему падающему световому потоку. Такие коэффициенты давно рассчитаны (в зависимости от материала цифры могут варьироваться):

  • пол — 0,2-0,4;
  • стены — 0,5-0,8;
  • потолок — 0,7-0,9;
  • стол, рабочая поверхность — 0,2-0,7.

Нормы освещения на производстве

Существуют определенные рекомендации по нормированию освещения в производственных помещениях. Они сильно отличаются в зависимости от точности и сложности работ. Например, для швеи, грузчика и сборщика мелких электротехнических изделий нормы совершенно разные. На производстве организация рабочих мест подчиняется таким требованиям:

  • отсутствие статических и динамических теней на месте работы (они являются фактором травматизма);
  • отсутствие бликов, отраженного блеска, излишней яркости, которые слепят сотрудников;
  • стабильная, немигающая подсветка;
  • верная цветопередача лампочек;
  • физическая прочность приборов, их стойкость к вибрированию, износостойкость.

Нормы по освещенности для разных производственных отраслей:

Разряд по зрительной работе Характеристика работы Освещенность, Лк (в зависимости от подразрядов а,б,в,г)
1 Наивысшей точности 400-1250
2 Очень высокой точности 300-750
3 Высокой точности 200-500
4 Средней точности 200-300
5 Малой точности 200-300
6 Грубая 200
7 Наблюдение за работой 20-75

Подразряды уменьшают норму по освещенности. Так, при подразряде а — постоянной работе, она выше, далее снижается при подразряде б (постоянное пребывание в помещении с периодическим трудом), в (периодическое пребывание на работе и периодический труд), г (наблюдение за коммуникациями, оборудованием).

Отраслевые нормы искусственного освещения

Кроме сведений СНиП, которые являются общими, есть ряд отраслевых документов, разрабатываемых специальными институтами. Они устанавливаются в зависимости от типа отрасли после анализа ее специфики, и только затем переходят в разряд рекомендаций. При отсутствии конкретных отраслевых норм придется пользоваться общими.

Все нормативы в промышленности зависят от точности зрительных работ, которая делится на 7 разрядов в зависимости от величины объекта работы и сложности труда. Например, точные работы (1-4 разряды) подразумевают наличие объекта размером от 0,15 мм (наивысшая точность) до 5 мм (средняя точность). Пятый разряд (малой точности) может включать работу со светящимися объектами.

При делении работ по сложности внутри разряда учитывается цвет фона, ведь он влияет на коэффициент отражения (так, черный цвет имеет самый низкий коэффициент отражения). Нормы обязательно учитывают следующие факторы:

  • длительность работы;
  • напряженность труда;
  • степень разрешения задачи — различение или поиск;
  • число объектов в поле зрения;
  • возраст сотрудников;
  • квалификация сотрудников.

Какие лампы выбрать для освещения

Критическими параметрами, от которых зависит качество освещения, являются:

  • температура цвета;
  • тип рассеивателя;
  • световой поток.

Цветовая температура

Традиционно цветовую температуру можно разделить на три основных диапазона:

  • теплый белый свет – 2500-3000 К;
  • белый – 3000-4200 К;
  • холодный белый – 4500 К и выше.

Советуем изучить Особенности применения выключателей дистанционного управления

Чем выше температура цвета, тем более ярко светят лампы, при этом в спальне и комнатах отдыха не рекомендуется использовать чересчур холодные, а в местах чтения – теплые оттенки.

Тип рассеивателя

В светодиодных лампах применяют матовые или прозрачные рассеиватели. В первом случае свет распределяется максимально равномерно, но потери могут достигать 20-30 %. Рекомендации по применению просты: при необходимости осветить комнаты с большой площадью нужно использовать прозрачные рассеиватели, для настольных или настенных светильников – матовые.

Световой поток

Выбирая светодиодную лампу, обратите внимание на ее номинальный световой поток. Его значение зависит от ряда факторов и страны-производителя. В среднем для диодных изделий мощностью 4,8 Вт наблюдается следующая зависимость:

В среднем для диодных изделий мощностью 4,8 Вт наблюдается следующая зависимость:

  • лампы из Китая – 240 лм;
  • Тайваня – 380-420 лм;
  • Европы – 500 лм и выше.

Не забывайте, что мощность лампы с более теплым светом должна быть на 20-25 % выше, чем у источников с холодным белым светом.

Общая освещенность помещения, безусловно, зависит от числа светодиодных светильников, но это далеко не все параметры, которые нужны учитывать при выборе. Обязательно ориентируйтесь на температуру цвета, световой поток и мощность изделия

Для создания равномерного свечения с помощью светодиодов важно выполнить максимально точные расчеты, чтобы не получилось так, что одна комната освещена слишком ярко, а в другой катастрофически не хватает света

В чем их преимущество?

Они почти в три раза экономичнее, чем лампы накаливания, в связи с более долгим сроком службы. Недостатками их являются цветовая пульсация, слепящее действие, шум при эксплуатации, высокая стоимость закупки и монтажа. Последний фактор компенсируется длительным сроком использования.

Открытые газоразрядные лампы эксплуатировать запрещено, они должны иметь защиту от вредной для глаз пульсации.

В настоящие дни такие лампы выпускают разных видов. ЛД (это обозначение ламп дневного света) дают голубоватый оттенок. Спектр их изучения близок к спектру чистого неба. ЛДЦ (так обозначают разновидность с улучшенной цветопередачей) напоминают предыдущие, но лучше «транслируют» теплые тона спектра. Лампы типа ЛЕ ближе всего к естественным лучам солнца. ЛБ — белые, дающие слегка фиолетовый оттенок. Имеются также лампы ЛХБ (холодного белого цвета) и ЛТВ — (теплого).

Яркий цвет люминесцентных ламп наиболее целесообразен для применения на производстве. Теплый оттенок востребован в помещениях отдыха персонала. В целом назначение их — компенсировать недостаток естественного освещения. Это относится к помещениям с окнами, выходящими на север, затемненными деревьями и соседними зданиями, подвальным помещениям и т. п.

Дуговые ртутные лампы принадлежат к классу светильников высокого давления. При присущей им экономичности целесообразно применять их для общего надзора в цехах с работами, не требующими особого класса точности, в просторных помещениях с высокими потолками, а также для освещения зон выгрузки и погрузки.

Как сделать расчет необходимого уровня освещенности?

Приблизительно расчетную мощность источников света можно подсчитать по формуле:

P=pS/N, где

P (Вт/м2) – удельная мощность освещения, зависящая от типов помещений и ламп. Наиболее часто используемые значения p приведены в таблице. Удельная мощность освещения

Тип помещения Лампа накаливания Галогенная лампа Лампа дневного света
Детская комната 30-90 70-80 18-22
Гостиная 10-35 25-30 7-9
Спальня 10-20 14-17 4-5
Коридор 10-15 11-13 3-4
Кухня 12-40 30-35 8-10
Ванная комната 10-30 23-27 6-8
Кладовая, гараж 10-15 11-13 3-4

S (м2)- площадь помещения;

N – количество светильников.

Из формулы видно, что большее количество светильников создают большую освещенность на той же площади при меньшей мощности ламп в них. Каждый источник света имеет свой световой поток. При одинаковой электрической мощности световой поток у ламп накаливания меньше, чем у люминесцентных, энергосберегающих, светодиодных, так как они работают на разных физических принципах. Этим и объясняется экономия электроэнергии: уровень освещенности, создаваемый лампой накаливания в 100 Вт, получается при использовании люминесцентной лампы 18 Вт.

Это – упрощенный вариант расчета, не учитывающий несколько важных факторов:

— расстояния от светильника до освещаемой поверхности. Освещенность уменьшается с квадратичной зависимостью от расстояния до светильника.

— конфигурации светильников. Некоторые светильники имеют отражатели, направляющие часть светового потока вниз. При отсутствии отражателей его функцию выполняет потолок. Чем больше его отражающая способность, тем большая часть светового потока будет перенаправлена.

— наличия естественного освещения. Чем больше оконных проемов, тем меньше нужно искусственного света.

— цвета и материала стен, напольных покрытий, влияющего на ощущения человеком освещенности.

Для упрощенных расчетов можно воспользоваться зависимостью освещенности от площади помещения, приведенной в таблице. Зависимость освещенности от площади помещения

Площадь помещения Очень яркий свет Яркий свет Мягкий свет
кв.м. 500 лк 300 лк 150 лк
менее 6 150W 100W 90W
6-8 200W 140W 80W
8-10 250W 175W 100W
10-12 300W 210W 120W
12-16 400W 280W 160W
16-20 500W 350W 200W
20-25 600W 420W 240W
25-35 700W 490W 280W

Здесь уже подобраны оптимальные значения мощности ламп накаливания, установленных по центру помещения. Требуемую мощность нужно уменьшить в 5-7 раз при использовании люминесцентных ламп и в 10 раз — для светодиодных. Более точные значения можно определить по упаковке лампы, на которой производитель указывает, какой мощности лампы накаливания соответствует данный световой прибор.

Особенности размещения

Помните, что для потолочных источников света рекомендуют использовать светильники, потребляющие не более 35 Вт. Это связано с противопожарной безопасностью и сохранением пленки натяжного потолка. При длительном воздействии высоких температур она может деформироваться и поменять цвет в местах установки мощных светильников.

При проектировании нужно учитывать рекомендации опытных мастеров. Точечные светильники устанавливаются по периметру на расстоянии не менее чем 30 см друг от друга и не менее 20 см от стен.

Исходя из рекомендаций устанавливать по 20 Вт мощности на квадратный метр натяжного потолка, желательно учитывать цвет полотна и стен. Если они темного тона, лампу в плафоне можно поставить немного больше расчетной мощности.

Выполняя при монтаже все перечисленные советы и рекомендации, вы избежите нежелательных ошибок, исключите необходимость переделывать точечное освещение и менять дизайн интерьера после дорогостоящей отделки помещения.

Расчет освещенности

Для расчёта необходимого количества осветительных приборов существует две основные формулы – простая и сложная, дающая более точный расчёт. На практике достаточно простой формулы. Она не требует серьёзных знаний и вполне решаема даже без калькулятора.

Шаг первый – рассчитать величину светового потока, требуемого для помещения (измеряется в Люменах).

Для этого стоит прибегнуть к простой формуле А * B * C, где:

  1. Норма освещённости выбранного объекта.
  2. Площадь объекта.
  3. Коэффициент высоты потолков. При высоте потолков от 2.5 до 2.7 метров он равен 1, от 2.7 до 3 метров – 1.2, от 3 до 3.5 метров – 1.5 и от 3.5 до 4.5 метров – равен 2.

Вторым шагом будет расчёт нужного количества ламп и их мощности. Для этого необходимо разделить полученное в первых расчётах число на величину светового потока указанную на лампах в подобранных осветительных приборах

При этом важно помнить, что чем больше используется приборов, тем равномернее освещение

Пример расчёта 1

Дано: жилая комната площадью 20 квадратных метров с потолком высотой 2.7 метра и осветительными приборами, оснащёнными лампочками накаливания мощностью 60 Вт.

Сначала рассчитываем необходимый световой поток для данного помещения:

150 * 20 * 1 = 3000 Люмен.

Затем узнаем необходимое количество ламп для нормальной освещённости комнаты. Для этого сначала надо уточнить световой поток 60 Вт лампочки накаливания. В среднем они выдают от 600 до 800 Люмен.

Возьмём среднее значение в 700 Люмен:

3000 : 700 = 4.28571

Округляем в большую сторону – до 5 – это и будет необходимым количеством осветительных приборов, оснащённых одной лампочкой. Мощностью 60 Вт. Но стоит иметь ввиду, что большее количество менее мощных ламп позволяет получить более равномерную засветку.

Более сложная, но с этим и более точная формула требует перед началом расчётов собрать некоторое количество данных:

  1. Первым делом надо измерить комнату, для которой рассчитывается освещение. Необходимы такие параметры, как высота, длина и ширина комнаты.
  2. Затем по нормативам необходимо определить коэффициент отражения стен, потолка, и пола.
  3. Следующим шагом будет нахождение коэффициента применения. Для этого рассчитывается расстояние от рабочей поверхности до светильника. Также на этом этапе необходимо определиться с типом и мощностью установленной в нём лампочки.
  4. По таблице из СНиП определяем норму освещённости помещения.

Рассчитываем площадь помещения (S):

S = a * b

где:

a – длина помещения;

b – ширина помещения.

Рассчитываем индекс помещения (Ф):

Ф = S / (( h1 – h2 ) * ( a + b ))

где:

h1 – высота от пола до потолка;

h2 – высота от рабочего места до потолка.

Рассчитываем количество осветительных приборов (N):

N = ( E * S * 100 * Кз ) / ( У * p * Fi )

где:

E – освещённость помещения;

S – площадь помещения;

Кз – коэффициент запаса;

У – коэффициент использования ламп;

p – количество ламп;

Fi – поток света одной лампы.

Необходимый уровень освещения в разных комнатах

Пример расчёта 2

Дано: жилая комната размером 9 на 6 метров с потолком высотой 3.2 метра. Осветительными приборами были выбраны четыре люминесцентные лампы по 18 Вт каждая. Расстояние от рабочей поверхности до пола 0.8 метра, коэффициент запаса – 1.25, коэффициент отражения пола равен 10, стен – 30, потолка – 50.

Производим расчёт площади:

S = 9 * 6 = 54 кв. м

Далее узнаём индекс помещения:

Ф = 54 / (( 3.2 – 0.8 ) * ( 6 + 9 ) = 1.5

Коэффициент использования ламп в жилых комнатах – У – равен 51.

Производим дальнейшие, окончательные расчёты:

N = ( 300 * 54 * 100 * 1.25 ) / ( 51 * 4 * 1150 ) = 8.63

Всегда округляем в большее число – получаем 9. Это и есть необходимое для правильной организации освещения количество ламп.

Вспомогательные методы определения освещенности помещения

Помимо основного математического способа определения уровня освещения для необходимой зоны существуют и более упрощенные варианты, которыми также регулярно пользуются в домашних условиях.

Расчет по удельной мощности

Расчет с использованием прототипа. Такой метод достаточно простой, так как все данные имеются в таблицах, характерных для типовых помещений. Подобный вариант удобен именно для бытовых условий. Использовать расчеты более профессионального типа для быта нет смысла.

Советуем изучить Программа проведения инструктажа на 1 группу по электробезопасности

Точечный расчет освещенности. При помощи данного вычисления, есть возможность получить значение для каждой отдельной точки в комнате. Однако для этого типа расчетов требуется длительная подготовка: обязательно наличие плана комнаты с разметкой светильников, по которому следует выбрать точку, служащую расчетной. Такой вариант отличается сложностью и применяется для сложных условий или с дизайнерскими особенностями поверхностей стен или потолков.

Расчет необходимого количества осветительных приборов

Планирование размещения ламп в помещении кроме базового показателя освещенности в 20 Вт проводится в зависимости:

  • размеров комнаты;
  • размещения встроенной мебели;
  • планируемых зон освещенности помещения.

Практический подход к установке конкретных видов приборов подскажет их наиболее рациональное расположение. Самые экономные светодиодные светильники. Мощность точечных элементов – 3-5 Вт. В пересчете на стандартные лампы накаливания – 25-45 Вт. Светодиодные приборы рационально размещать не более чем 2-3 устройства на метр площади.

Расчет оптимального освещения

Более мощные источники рекомендуется использовать из расчета 1-1,5 штуки на метр. Приборы, дающие слабый световой поток, размещаются из расчета 3-4 на метр. Такое количество обусловлено тем, что даже светодиодные энергосберегающие технологии все-таки далеки от идеала, они тоже выделяют определенное количество тепла. К тому же добиться нормального, приятного для глаз, не напрягающего освещения в помещении можно и без использования мощных приборов.

Для некоторых помещений яркое освещение не требуется: для подсобных помещений или коридоров, здесь достаточно установить приборы в темных зонах.

Важные нюансы

Осветительные приборы уже давно стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. При организации технически и эргономично правильной системы искусственного освещения жилого пространства следует брать в расчет такие рекомендации:

максимально равномерная освещенность всего помещения

Оптимальным вариантом здесь будет использование точечных светильников, расположенных на равных промежутках по всему потолку;
отсутствие резких перепадов освещения и его пульсации;
приятный свет, излучаемый источником света;
отсутствие состояния «ослепленности» входящего человека;
приятный для глаз спектр испускаемого лампочками света;
оптимальные условия для тенеобразования;
нужно брать во внимание показатели светоотражения всех поверхностей комнаты — потолок, стены и пол.

Проектирование светообеспечения

Для того чтобы учесть все это, необходимо провести квалифицированное проектирование для каждой комнаты в доме. Для этих целей существует множество программ. Также вы можете обратиться за помощью к специалистам по проектированию уровня света для жилых помещений.

Точечный метод расчета

При расчете освещения точечным методом, получают наиболее точные данные. Расчетная методика основана на определении уровня освещенности в каждой точке, вне зависимости от расположения источника искусственного света.

Точеный метод расчета достаточно трудоемок, однако, его достоинством следует считать получение наиболее точных значений освещенности, с учетом всех имеющихся в помещении факторов, в той или иной мере влияющих на величину и качество освещения.

Кроме того, данный метод незаменим при расчёте уровней комбинированного и смешанного освещения, когда в расчетную точку свет падает от нескольких источников.

Конечно, провести расчеты, не имея под рукой светотехнических номограмм, таблиц и справочной литературы – не удастся, однако, расчетная формула, основанная на основном законе светотехники достаточно проста, и имеет вид:

, в которой:

  1. I – сила света в направлении к перпендикулярно-расположенной плоскости (кандела).
  2. r – расстояние между источником освещения и точной определения освещенности (метры).
  3. α – угол падения луча света на плоскость.

Перед началом проведения расчетов точеным методом, вычерчивают планировку и два взаимоперпендикулярных разреза помещения, где указывают точное месторасположение светильников.

Приведенные три метода расчета наиболее широко распространены в практике инженеров светотехников и используются при разработке освещения, а также при проведении различных согласованиях в органах охраны труда. Конкретную расчетную методику определяют исходя из поставленной задачи и функциональности помещения.

Как рассчитать освещение точно и правильно

Прежде чем взяться за математику, соберем все данные для расчета освещенности в помещении. Нам нужно выяснить:

  1. Нормы освещенности для конкретного помещения (жилое, офис, коридор и т. п.).
  2. Коэффициент использования светового потока именно в этом помещении.
  3. Тип светильника (светильников).

Выяснение норм освещенности

С нормами все просто. Они прописаны в СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий».

Приведем основные из них:

Нормы искусственного освещения в жилых и общественных помещениях

Тип помещения Норма освещенности, лк
Жилые (гостиная, спальня, кухня, столовая) 150
Кабинет, библиотека 300
Детская 200
Коридоры, холлы 50
Кладовые, подсобные 30
Санузел 50
Лестницы 20
Комнаты для чертежных работ 500
Помещения для работы с ПК 400
Конференц-залы 200
Классные комнаты, аудитории 300
Торговые залы супермаркетов 500

Расчет коэффициента использования

Коэффициент использования придется рассчитать. Он зависит от геометрических размеров помещения (высота, длина, ширина), коэффициента отражения поверхностей (пол, стены, потолок) и типа светильника (потолочный, подвесной).

Для начала вычисляем индекс помещения i, который зависит от его геометрических размеров. Индекс рассчитываем по формуле:

Где:

  • i – индекс помещения;
  • S – площадь помещения в м2;
  • А – длина помещения в м;
  • В – ширина помещения в м;
  • h – расстояние между светильником и поверхностью, для которой рассчитывается освещенность, в м.

Теперь оцениваем коэффициент отражения потолка, стен и пола – ρп1, ρc, ρп2:

  • белая поверхность – 70%;
  • светлая – 50%;
  • серая – 30%;
  • темная – 10%.

Тип светильников обычно выбирают из стандартного списка:

Категория Внешний вид светильника Описание
1 Размещены на поверхности потолка. Основное направление света – вниз.
2 Подвешены на потолке или на стене, оснащены плафонами с преимущественным распространением света вниз.
3 Подвесные с плафонами, обеспечивающими равномерное распределение света по всем направлениям. Такой же эффект дают и лампы без плафона.
4 С плафонами, преимущественно направляющими свет в сторону потолка для отражения от потолочной поверхности.
5   С малопрозрачными или непрозрачными плафонами, дающими узкий направленный поток света в выделенной области.

Осталось полученные данные подставить в таблицу и найти коэффициент использования.

Светильники категории 1

Светильники категории 2

Светильники категории 3

Светильники категории 4

Светильники категории 5

Расчет необходимого светового потока

Все данные получены, осталось посчитать световой поток для обеспечения нужной нам освещенности. Для этого воспользуемся формулой:

Где:

  • E – необходимая освещенность, лк;
  • S – площадь помещения, м2;
  • n – коэффициент использования;
  • F – необходимый световой поток, лм.

Точечный метод расчета освещения

Т очечный метод расчета искусственного освещения позволяет установить уровень освещенности каждой точки в помещении, независимо от расположения в горизонтальной, вертикальной и наклонной плоскостях.

Этот метод невероятно трудоемкий, однако результат стоит затраченных усилий. Он позволяет получить наиболее точные данные и зависит лишь от того, насколько добросовестно инженер выполнит все расчеты.

Расчет освещения точечным методом также используется для расчета неравномерного освещения: общего, местного, наружного, локализованного. Освещенность помещения, согласно расчету, должна в любой точке достигать значения нормы даже при условии, когда срок службы источника света подходит к концу.

За основу расчета берется основной закон светотехники. Формула произведения расчета зависит от светового прибора и характеристик объекта. В расчете используются специальные вспомогательные номограммы, графики и таблицы.

где I — сила света в направлении от источника к точке, кд;
cos а — косинус угла падения луча на плоскость;
R — расстояние между источником и точкой, м.

Прежде чем начать расчет необходимо вычертить схему размещения осветительных приборов в масштабе. Это позволит определить геометрические соотношения и углы падения света.

К расчету освещения точечным методом. С — светильник, О — проекция светильника на расчетную плоскость, А — контрольная точка.

Представленные методы расчета освещенности помещений наиболее часто используются специалистами. Выбор конкретного метода должен быть обусловлен функциональным предназначением помещения, а также количеством средств, которые будут вложены в освещение.

Расчет освещенности помещения крайне важен для будущей эксплуатации здания.

Главное управление строительства разработало специальные нормативные правила, занесенные в специальную документацию под названием СНиП. При произведении расчетов необходимо опираться на этот документ.

Помните, что от правильного расчета освещенности и подбора осветительного оборудования будет зависеть здоровье, а иногда и жизни людей. Нужно крайне ответственно отнестись к этому процессу, несмотря на то, что качественное его исполнение может отнять достаточно значительный промежуток времени и большое количество сил. Помните, что здоровье человека превыше всего и оно явно стоит затраченных на это усилий.

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 – https://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

Нормы освещенности помещений

Прежде чем рассмотреть, какие методики расчета освещенности можно использовать, стоит для начала привести определенные нормативы. В соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП) используются следующие значения, измеряемые в люксах:

  • Офисы общего назначения, где для работы используются компьютеры – 300 Лк.
  • Офисы, в которых работают с чертежами – 500 Лк.
  • Залы для конференций, переговорные комнаты – 200 Лк.
  • Эскалаторы – 50-10 Лк.
  • Архивные помещения – 75 Лк.
  • Кладовые, подсобки – 50 Лк.
  • Кухни, жилые комнаты – 150 Лк.
  • Детские комнаты – 200 Лк.
  • Туалеты, ванные комнаты, душевые, квартирные коридоры – 50 Лк.
  • Гардеробные – 75 Лк.
  • Кабинеты, библиотеки – 300 Лк.
  • Лестницы – 20 Лк.
  • Сауны, бассейны – 100 Лк.

Теперь согласно приведенным нормам рассчитать освещенность для каждого отдельного помещения не составит особого труда. В то же время стоит учесть, что данные стандарты использовались в нашей стране довольно долгое время.

Поэтому нет ничего удивительном в том, что многие люди жалуются на недостаток света, хотя расчеты были выполнены правильно. В связи с этим имеет смысл заменить лампы на более мощные варианты либо увеличить количество светильников.