Как правильно рассчитать освещение по площади помещения

Зачем делать расчет освещения

Правильная организация системы освещения производственных помещений выгодна работодателю, так как повышает работоспособность и сохраняется здоровье работников

Важность качества света подтверждается разработкой специальных строительных и санитарных норм, соблюдение которых обязательно для руководителей предприятий. Так как освещенности зависит производительность, расчеты проводятся квалифицированными специалистами

Не менее важное значение уровень освещенности имеет и в жилых помещениях. Слишком яркий прямой или отраженный световой поток вызывает временное ослепление, недостаток света – утомляемость и общий дискомфорт, ухудшающий здоровье

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.

2. Ен — нормированная освещенность

Измеряется в Люксах (Лк), является нормированной величиной, прописанной в своде правил строительной документации СНиП. Ниже представлена таблица норм освещенности.

Таблица №1. Рекомендуемые нормы освещенности жилых помещений, согласно СНиП 

Помещение нашего примера — жилая комната. Согласно таблицы №1 нормируемая освещенность для данного вида помещений равна 150 Люкс (Лк).

Ен = 150

Подставим значение в формулу:

Фл = (Ен * S * k * z) / (N * η * n)

Фл = (150 * S * k * z) / (N * η * n)

Это интересно: Панели для кухонного гарнитура — разъясняем детально

Самый простой способ расчета освещенности помещения светодиодными лампами

Проще всего сделать расчет освещенности помещения светодиодными лампами следующим способом:

Рассчитаем нужную величину светового потока (в люменах).

Для этого просто перемножим известные величины:

площадь помещения × норму освещенности × корректировочный коэффициент по высоте потолка.

Например, площадь помещения — 15 м², высота потолков — 2.5 м, а значит коэффициент равен единице, помещение — кухня, для которой норма освещенности составляет 150 Лк

В результате получаем:

15 × 150 × 1 = 2250 люмен (лм).

Второй шаг в расчете — это вычисление количества и мощности светодиодных лампочек.  Здесь можно поступить двумя противоположными способами.

1. Разделить общий световой поток на мощность ламп, чтобы получить их количество. При этом мощность светового потока обычно указывается на упаковке лампочки, и она не равняется мощности. Например, лампа мощностью 10 Вт дает поток 800 люмен. То есть, в результате получаем 2250 / 800= 2.8 или 3 лампы.
2. Более обоснован другой способ расчета. Расчет строится исходя из количества точек освещения, установленных в помещении. Например: 2250/6 ламп = 375 люмен. Такой поток дают лампы мощностью 5 Вт.

При последнем варианте помещения увеличение количества ламп меньшей мощности приводит к более равномерному распределению света по помещению.

Что еще учесть при расчете мощности освещения?

В зависимости от цвета поверхности, она по-разному отражает свет. В темных и светлых комнатах мы получим разный визуальный результат, установив одни и те же светильники.

Поэтому выбирая лампы, стоит учитывать коэффициент отражения. Уровень отражения основными цветами следующий:

• 70% – белый;
• 50% – светлый (например, бежевый, нюдовый, шампань);
• 30% – серый;
• 10% – темный (оттенки синего, коричневого, бордо и пр.);
• 0% – черный;

Общее значение считается очень просто: достаточно суммировать коэффициенты стен, пола и потолка и разделить на три.

Допустим, мы устанавливаем в офис светильники Ziverd BURO 36 опал со значением 4250 лм.

Стены у нас персиковые, потолок белый, а пол – из серого линолеума. Общий коэффициент отражение составит (70+50+30)/3 = 50%

Расчет наружного освещения: методы и формулы

Ниже вы узнаете, как самостоятельно рассчитать освещение для улиц, придомовых территорий и проезжей части.

Освещение улицы, двора

Для подсчета необходимого числа светильников воспользуйтесь следующей формулой:

L = E*S*N*K / (F*X), где

• L — нужное число фонарей;
• Е — требуемая освещенность;
• S — площадь освещаемой территории;
• N — уровень неравномерной освещенности;
• K — критерий учета продолжительной эксплуатации;
• F — световой поток;
• X — отражающие способности объектов.

Значение перечисленных характеристик лучше всего искать в техпаспорте осветительного оборудования. А теперь давайте предположим, что нужно выполнить расчет требуемого числа фонарей для придомовой территории общей площадью 100 кв. м. Лучше всего подойдут светодиодные прожекторы, поэтому ниже будем использовать их технико-эксплуатационные характеристики.

Для начала высчитаем значение светового потока, который будет равен мощности прибора (30 Вт), помноженной на светимость (70 лм/Вт). В итоге получаем 2100 лм. Далее находим значение отражающих способностей, а поскольку двор покрыт светло-серым асфальтом, то параметр будет равен 50 %. Норма освещения (E) составляет 10 лк. N и K берем равными 1,1 и 1,2.

Подставляем данные параметры в формулу и получаем итоговое значение:

L = 10*100*1,1*1,2 / (2100*0,5) ~ 1,25.

В данном случае вам будет достаточно установить два светодиодных светильника уличного типа мощностью 30 Вт, но при этом нужно не забывать о зоне прямой видимости. Прожектор не сможет качественно осветить территорию, расположенную позади или с другой стороны дома.

Для более точных расчетов нужно использовать еще несколько характеристик, включая коэффициент потерь в сети.

Освещение проезжей части

Что касается проезжей части, то здесь обычно требуется вычислить расстояние между опорами с фонарями, высота которых достигает 9 м. Нам также известно, что ширина дорожного полотна составляет 6 м.

Для этого будет использоваться следующая формула:

F = L*K*π/N, где

• F — необходимое расстояние,
• L — коэффициент яркости дорожного покрытия,
• K — коэффициент накаливания,
• π — число Пи,
• N — параметр светового потока.

В зависимости от используемых ламп, подставляем нужные характеристики. Предположим, что коэффициент покрытия равен 0,5 кд/м2, разница между шириной трассы и высотой фонарных столбов — 6/9 (0,66), коэффициент светового потока — 0,05. В результате имеем:

F = 0,5*1,5*3,14/0,05 = 47,1 м.

Практическое применение указанных формул расчета уровня уличного освещения существенно усложняется поиском нужных величин для подстановки. Если хотите получить гарантированно точный конечный результат, позволяющий грамотно расположить наружные светильники по придомовому участку, лучше всего обратиться к специалисту.

Конечно, можно все сделать наобум, но в таком случае вы потеряете возможность создания максимально эффективной и экономичной системы наружного освещения.

Формула расчета количества лампочек на квадратный метр

Узнать количество точечных светильников на квадратный метр можно с помощью формул. Этот вариант проще, т.к. можно подставить свои показатели и получить результат за считанные секунды. Формула выглядит так:

N=(S+W)/P

Разберем каждый показатель:

1. N – количество светильников, которое потребуется для конкретной комнаты.
2. S – размер помещения в метрах квадратных.
3. W – мощность светового потока, которая подбирается по установленным нормам.
4. Р – мощность одного точечного светильника.

При расчетах нужно учитывать и такой показатель, как угол освещения. Некоторые точечные светильники захватывают небольшое пространство, поэтому лучше подбирать модели с небольшой мощностью, чтобы расположить их ближе друг к другу.

В принципе, этого достаточно для использования дома, применять более сложные варианты нет смысла. Но чтобы получить более точный результат, нужно учесть еще один аспект.

Обязательно учесть высоту потолка в комнате, от этого зависит поправочный коэффициент. Если она 250-270 см, то результат останется таким же. При высоте от 270 до 3 м следует увеличить значение на 20%. Если потолок от 3 до 3,5 м, то надо умножить итоговое число на 1,5, а если высота очень большая – от 3,5 до 4,5 метров, то результат увеличивается в 2 раза.

Чем выше потолки – тем больше светильников потребуется.

Как учитывать коэффициент отражения поверхностей

Отделка пола, потолка и стен влияет на степень освещенности, так как по-разному отражает свет. Это зависит как от фактуры поверхности, так и от ее цвета. На общие показатели оформление влияет и очень сильно, поэтому нужно учитывать данный фактор при расчетах.

Показатель, который характеризует свойства того или иного материала называют коэффициентом отражения. Есть 5 основных групп, которые используются при расчетах:

1. Черный – 0%.
2. Темные оттенки – 10%.
3. Серый и приближенные к нему – 30%.
4. Светлые и пастельные тона 50%.
5. Белый цвет – 70%.

Но эти показатели сами по себе ничего не дают. Чтобы рассчитать средний коэффициент отражения, надо учесть цвет пола, потолка и стен. Например, в комнате темный пол, пастельные обои и белый потолок. То есть, нужно сложить 10%, 50% и 70%, получается 130%. Результат делится на 3, получается примерно 43 или 0,43. Результат, полученный по формуле нужно умножить на коэффициент и получится точная цифра, которую и нужно использовать при выборе количества светильников.

Чем темнее поверхности, тем больше поправочный коэффициент.

Как рассчитать количество точечных светильников?

Поскольку в точечных моделях осветительных приборов установлен один источник света, для расчета количества приборов используют формулу: Е/Ф, где Е — общая нормативная освещенность помещения, а Ф — световой поток излучения 1 диода.

Количество точечных светильников в 300 Люмен для гостиной в 18 кв. м. составит:

18*150/300=9 штук.

Какое количество светильников для потолка Армстронг действует на квадратный метр? С учетом стандартов на 5 кв. м. помещения требуется 1 такой светильник.

Расчет освещения без люстры: количество светильников в помещении

Не обязательно использовать люстру в помещении. Достаточно оборудовать потолок точечными светильниками, равномерно распределяющими свет по всей комнате.

С точки зрения комфорта не рационально использовать мощные светодиоды. Лучше приобрести больше лам с меньшей мощностью, но разместить их равномерно по всей комнате.

Расчет светодиодного освещения с люстрой

В данном случае лучше пойти следующим путем. Сформируйте схему освещения, в которой будет фигурировать люстра и точечные светильники.

Этапы процедуры:

1. Определяют суммарный световой поток для зоны, освещаемой люстрой.
2. Подбирают под зону прибор с учетом его мощности.
3. Рассчитывают световой поток для других зон, подсвечиваемых светодиодами.
4. Определяют количество led-ламп.
5. Подбирают их мощность.

Возможные неточности и погрешности при расчете освещения

Случается так, что после самостоятельной замены классического освещения на LED света в помещении недостаточно. Дело в том, что на качество свечения влияет окрас потолка, стен и пола. При определении интенсивности светового потока учитывают коэффициент отражения: темный цвет — 10%, серый фон — 30%, светлый фон — 50%, а приближенный к белому или белый — 70%. Общий коэффициент отражения является усредненным показателем. Если у вас серый пол, белые стены и белый потолок, он будет равен 0,57 ((0,3+0,7+0,7)/3). Световой поток заданных осветительных приборов умножается на средний коэффициент.

Расчет уличного освещения светодиодными светильниками

Для наружного освещения (двор, сад, парк) используют следующую формулу:

n = E*S*k*Z/F*ȵ, где

n — количество осветительных приборов;

E — номинальное освещение;

S — площадь территории;

K — коэффициент длительного использования;

Z — коэффициент неравномерного распределения света;

F — показатель излучаемого света;

ȵ — коэффициент отражающих способностей на участке.

Пример

Для территории в 100 кв. м. действует норма освещения в 10 люксов на 1 кв. м. Мощность прожектора составляет 40 Вт, а светимость 90 лм/Вт. Коэффициент отражающей способности — 0,5, коэффициент длительности использования — 1,1, а показатель неравномерности распределения — 1,2.

Расчет:

F = 40*90= 3600 лм

n =10*100*1,1*1,2/(3600*0,5) = 0,7.

В таком случае нам понадобится 1 прожектор.

Таким образом, количество светильников подбирается с учетом величины светового потока. При выборе светодиодных ламп для помещений ориентируйтесь на их мощность, размер помещения, нормы освещения и высоту потолка.

Монтаж светодиодного оборудования проводят с учетом производимого светового потока. Чем он выше, тем на большем расстоянии друг от друга должны располагаться приборы. Эффективным считается угол освещения в 120 градусов. Свет в помещении должен быть равномерным.

Как определить, сколько светильников надо под конкретную комнату

Даже используя базовую информацию, изложенную выше, можно посчитать, сколько точечных светильников потребуется в помещении. Для этого есть простые советы:

1. Определите площадь помещения, измерив длину и ширину.
2. По таблице определите норму освещенности на квадратный метр. Умножьте на площадь, чтобы получить ориентировочный результат.
3. Подберите светильники, после чего итоговое число из пункта выше разделите на мощность одного элемента. Если значение дробное, лучше округлить в большую сторону.
4. Если есть несколько вариантов с разной мощностью, стоит использовать менее мощные светильники и поставить их больше. Тогда свет будет равномернее и комфортнее для глаз.

Выделение рабочей зоны с помощью точечных светильников.

Метод расчета по световой мощности

Расчет в люменах, безусловно, ближе и точнее, но практичным его почему-то не считают. Многие отказываются от него из-за его сложности. Но если вникнуть в суть, то можно заметить, что сложность его заключается в единицах измерения. Измерение ведётся в люменах. То есть, этот метод показывает, сколько светового потока придется на один квадратный метр.

Вычисление происходит по тому же принципу, что и ранее. Берется площадь, умножается на нужную нам освещенность, так мы узнаем мощность светового потока, приводимую на один квадратный метр (однако, теперь она считается в люксах). Дальше, чтобы узнать общую мощность, мы умножаем площадь на уже известную мощность светового потока. Общая мощность теперь обозначается как люмен. Теперь сами видите, что метод является сложным, лишь из-за того, что измерения производятся в люменах и люксах.

Как нормируется освещенность в зависимости от комнаты

Освещенность измеряется в люксах и является самым точным показателем для определения качества света, так как показывает, сколько света приходится на 1 квадратный метр. Сила света в люменах не отражает фактического положения дел, так как поток может распространяться в разных направлениях, что нежелательно при освещении помещений.

Освещенность комнаты имеет решающее значение для комфорта человека и создания уютной обстановки.

В базовом значении 1 люкс равен силе света в 1 люмен, распространяемой на площади в 1 квадратный метр. То есть, если лампа выдает 200 Лм и распространяется в пределах 1 кв.м., освещенность составит 200 Лк. Если этот же источник света распространяется на 10 квадратов, то значение освещенности будет равно 20 люксам.

В СНиП есть нормы освещенности не только для производственных, но и для жилых помещений. Ими и нужно руководствоваться при расчетах. Подходящее значение должно быть ориентиром, который упростит работу и гарантирует хороший результат. Ниже даны некоторые нормативы:

1. Подвальные помещения, цокольные этажи и чердаки – 60 Лк.
2. Кладовки, подсобные помещения и т.п. – 60 люксов.
3. Лестничные площадки и марши, входное пространство в многоквартирных домах – 20 Лк.
4. Коридоры в квартирах или частных домах – 50 люксов.

5. Прихожие – 60 Лк, при этом часто требуется дополнительное освещение зеркала.

6. Спальни – 120-150 люксов. При этом стоит подбирать источники отраженного или рассеянного света, создающие комфортную обстановку.
7. Ванные, санузлы – 250 Лк.
8. Кухни – не менее 250 люксов, может потребоваться зонирование освещения.
9. Рабочие кабинеты или домашние библиотеки – 300 Лк и более.
10. Столовые зоны или отдельные помещения – 150 Лк.
11. Жилые комнаты – 150 люксов.
12. Детские – от 200 Лк.

Нужно помнить о том, что это расчет света на квадратный метр. То есть, если площадь помещения 10 квадратов, норма умножается на 10, чтобы определить суммарный показатель, который должен выдавать источник света, или несколько, все зависит от типа оборудования и его мощности.

Организация освещения в жилых помещениях

Этот вариант отличается от других, человек проводит много времени в комнатах, поэтому надо обеспечить качественный свет. От этого зависит комфорт пребывания, а также нагрузка на зрение

В жилой зоне важно создать атмосферу, располагающую к отдыху. Для этого используют освещение трех типов:

1. Общее. Реализуется за счет установки одной или более люстр, которые обычно включают в себя несколько плафонов, равномерно распределенных по диаметру. Также может быть использована световая панель, светильник с рассеивающим плафоном или большое количество встраиваемых источников света. Это основной вариант, обеспечивающий равномерное освещение комнаты и используемый чаще всего.
2. Местное. Не всегда можно добиться оптимальных показателей за счет общего освещения. Иногда надо выделить отдельную зону или участок для выполнения работы, ремонта, рукоделия и т.д. Чаще всего используются настольные, настенные, напольные или встроенные светильники. Хорошо подходит оборудование с возможностью регулировки направления света.

3. Декоративное. Служит для украшения интерьера, помогает выделить отдельные зоны или элементы. Используются настенные или встроенные светильники, которые направляют на определенный объект.

4. Комбинированное. Самое удобное решение, сочетающее общий и местный свет и помогающее адаптировать условия под разные цели. Местный свет обычно включают только при необходимости, что позволяет уменьшить расход электроэнергии.

Расчет люменов для помещения обычно проводят только для первых двух видов освещения

Для декоративного варианта важно подобрать оптимальный уровень освещенности и правильное расположение светильников

Общая методика расчета

Расчетом параметров осветительной системы занимается инженер-электрик (проектировщик). Он может выполнить эту работу одним из трех способов:

• через коэффициент использования потока света;
• установки удельной мощности;
• точечным.

Первым способом рассчитывается общее (равномерное) освещение рабочих поверхностей, расположенных в горизонтальной плоскости. В процессе работы вычисляется коэффициент для отдельно взятого помещения. В методике учитываются геометрические размеры производственного участка и степень светового отражения поверхностей.

Расчет через удельную мощность. Способ светотехнического расчета через удельную мощность используется только для предварительной прикидки установленной мощности осветительных установок, так как дает весьма приближенный результат.

Такие данные часто требуются для заполнения опросных листов, которые используются при получении технических условий или при составлении сметной стоимости монтажа осветительной системы предприятия.

Точечный метод. Такой способ пригоден для расчета освещения – локализованного и общего – при наличии осветительных приборах прямого света. На него не влияет пространственная ориентация анализируемой поверхности. Освещенность подсчитывают в каждой точке поверхности для каждого источника света в отдельности.

Как рассчитать алгоритм

Расчет освещения участков производственных предприятий производится в следующей последовательности:

• выбирается система освещения;
• обосновывается нормированная освещенность каждого рабочего места;
• выбирается наиболее рациональный и экономичный светильник;
• оцениваются коэффициенты неравномерности освещения, запаса освещенности, отражения поверхностей, находящихся внутри помещения.

После этого рассчитываются:

• индекс помещения;
• коэффициент использования светового потока;
• необходимое количество светильников;
• На заключительном этапе выполняется чертеж или эскиз, на котором размечается расположение всех светильников.

Искусственный свет от люминесцентных ламп на производстве

А чтобы люминесцентные приборы долго светили и давали свет, установленной производителем яркости, необходимо использовать – дроссель для люминесцентных ламп.