Простой метод расчета освещенности помещения

Методы расчета освещения

Простой метод расчета освещенности помещения

Качественное освещение всегда имело большое значение для благополучной жизни человека. Свыше 90 % информации человек получает через глаза, путем обработки зрения.

По этой причине при проектировании системы освещения важно использовать эффективные методы расчета освещения.

Хорошее освещение способно создать удобную обстановку, которая может тонизировать и успокаивать нервную систему, подымать настроение.

Улучшение освещённости способствует улучшению работоспособности даже в тех случаях, когда процесс труда практически не зависит от зрительного восприятия.

При проектировании зданий и сооружений необходимо учитывать освещенность помещений, в которых будут постоянно пребывать люди. Особенно важна освещенность в детских учреждениях (детских садах и школах), больницах, кабинетах и т.п. Это связано с напряженной зрительной работой, которую будут производить люди в этих помещениях.

Освещение помещений бывает естественное и искусственное.

Естественное освещение это освещение помещения через окна, потолки и другие прозрачные строительные конструкции.

Искусственное освещение бывает двух видов: общее и комбинированное.

Комбинированное освещение рекомендуется там, где нужна высокая точность выполняемых работ, где возникают специфические требования к освещению, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы), а также там, где на различных рабочих местах производственного помещения требуется различная (резко отличающаяся) величина освещенности.

Система общего освещения может быть рекомендована в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (в литейных цехах), а также там, где создание местного освещения затруднительно. Для обеспечения наиболее благоприятного соотношения яркости в поле зрения при комбинированном освещении светильники общего освещения должны создавать на рабочей поверхности не менее нормируемой освещенности.

Рабочее (общее) освещение – это основное освещение, которое обеспечивает нормальные условия для нахождения человека в помещении. Под нормальными понимаются условия жизнедеятельности человека, при которых он не напрягает зрение, чтобы выполнить любое действие для которого данное помещение предназначено.

Проще говоря, если вы пришли в супермаркет и пытаетесь прочитать мелкий текст на упаковке товара, то вам необходима освещенность не ниже 300 люкс, что и предусмотрено в строительных нормах РФ. Документ, подробно описывающий нормы освещенности называется СНиП 23-05-95.

Особенно важно учитывать нормы освещенности в помещениях, где люди длительно выполняют напряженную зрительную работу. На рабочих местах с таким видом работ необходимо предусматривать дополнительное местное освещение.

Источниками света в современных светильниках являются три основных вида ламп:

лампы накаливания– это самый простой прибор, преобразующие электрическую энергию в световую путем обычного нагревания вольфрамовой спирали.

газоразрядные лампы – к этой категории относятся лампы в основе которых лежит свет, производимый электрическим разрядом в газе или парах металла.

Данные светильники занимают преобладающие позиции среди осветительных приборов.

Виды таких ламп отличаются многообразием: это и «энергосберегающие» лампы, активно проталкиваемые последнее время в массы, и ртутные лампы типа ДРЛ, используемые в прожекторах, и лампы уличного освещения (натриевые ДНаТ) и многие другие.

светодиодные лампы – новое и перспективное развитие осветительных приборов, связанное с появлением сверхярких светодиодов.

В таком разнообразии несложно заблудиться. Попробуем провести сравнение столь разных источников света. Основным параметром будем считать эффективность источника света, то есть сколько света он производит, потребив 1 Ватт электроэнергии (лм/Вт).

№ п/п
Наименование источника света
Светоотдача

1
Лампа накаливания
20 лм/Вт

2
Газоразрядная лампа (энергосберегающая)
90 лм/Вт

3
Светодиодная лампа
130 лм/Вт

Из таблицы видно, что лампа накаливания безнадежно проигрывает остальным источникам освещения.

Однако не стоит забывать про качество светового потока – оптимальным для восприятия человеческого глаза считается солнечный свет. Лампа накаливания производит спектр света, который наиболее близок к солнечному.

Наряду с рабочим освещением в соответствии со СНиП в производственных помещениях может быть предусмотрено аварийное освещение для эвакуации работающих и аварийное освещение для продолжения работ.

Аварийное освещение для эвакуации работающих из помещений при отключении рабочего освещения должно создавать в линии основных проводов на уровне пола освещенность не менее 0,5лк, а на открытых территориях – не менее 0,25лк.

Аварийное освещение для продолжения работ следует предусматривать, если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение нормального обслуживания оборудования механизмов может вызвать:

  • -взрыв, пожар, отравление людей;
  • -длительное нарушение технологического процесса.

Светотехническим расчетом могут быть определены:

  • мощность ламп, необходимая для получения заданной освещенности при выбранном типе, расположении и числе светильников;
  • число и расположение светильников, необходимых для получения заданной освещенности при выбранном типе светильников и мощности ламп в них;
  • расчетная освещенность при известном типе, расположении светильников и мощности ламп в них.

Основными при проектировании являются задачи первого вида, поскольку тип светильников и их расположение должны выбираться исходя из качества освещения и его экономичности.

Решение задач при расчете освещения второго вида производится, если мощность ламп точно задана, например необходимо применить светильники с люминесцентными лампами мощностью 80 Вт.

Задачи третьего вида решаются для существующих установок, если освещенность невозможно измерить, и для проверки проектов и расчетов, например, для проверки точечный методом расчетов, выполненных методом коэффициента использования.

Выполнение светотехнических расчетов возможно методами:

1)методом коэффициента использования светового потока,

2) методом удельной мощности,

3) точечным методом.

Метод коэффициента использования светового потока применяется для (расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при светильниках любого типа.

Суть метода заключается в вычислении коэффициента для каждого помещения, исходя из основных параметров помещения и светоотражающих свойств отделочных материалов. Недостатками такого метода расчета являются высокая трудоемкость расчета и невысокая точность. Таким методом производится расчет внутреннего освещения.

Метод удельной мощности применяется для приближенного предварительного определения установленной мощности осветительной установки.

Точечный метод расчета освещения применяется для расчета общего равномерного и локализованного освещения, местного освещения независимо от расположения освещаемой поверхности при светильниках прямого света.

Согласно данной методики освещенность определяется в каждой точке рассчитываемой поверхности, относительно каждого источника освещения.

Не сложно догадаться, что трудоемкость данного метода просто огромная! Точность находится в прямой зависимости от добросовестности инженера, проводящего расчет.

Кроме вышеуказанных методов расчета освещения, имеется комбинированный метод, который применяется в тех случаях, когда неприменим метод коэффициента использования, а светильники не относятся к классу прямого света.

Для некоторых видов помещений (коридоров, лестниц и т. д.) существуют прямые нормативы, задающие мощность ламп для каждого такого помещения.

Рассмотрим методику проведения расчетов по каждому из описанных методов.

Метод коэффициента использования светового потока

В результате решения по методу коэффициента использования светового потока находится световой поток лампы, по которому она подбирается из числа стандартных. Поток выбранной лампы не должен отличаться от расчетного более чем на +20 или -10%. При большем расхождении корректируется намеченное число светильников.

Расчетное уравнение для определения необходимого светового потока одной лампы:

F = (Емин х S х kз хz) / (n х η)

где F – световой поток лампы (или ламп) в светильнике, лм; Емин – нормируемая освещенность, лк, – коэффициент запаса (зависит от типа ламп и степени загрязненности помещения), z – поправочный коэффициент, учитывающий, что средняя освещенность в помещении больше, чем нормируемая, минимальная, n – число светильников (ламп), η – коэффициент использования светового потока, равный отношению светового потока, падающего на рабочую поверхность, к суммарному потоку всех ламп; S — площадь помещения, м2.

Коэффициент использования светового потока – справочное значение, зависит от типа светильника, параметров помещения (длины, ширины и высоты), коэффициентов отражения потолков, стен и полов помещения.

Порядок расчета освещения по методу коэффициента использования светового потока:

1) определяется расчетная высота Нр, тип и количество светильников в помещении.

Расчетная высота подвеса светильника определяется исходя из геометрических размеров помещения

Hр = H – hc – hр, м,

где Н – высота помещения, м, hc – расстояние светильника от перекрытия (“свес” светильника, принимается в пределах от 0, при установке светильников на потолке, до 1,5 м), м, – высота рабочей поверхности над полом (обычно hр = 0,8м).

Рис. 1. Определение расчетной высоты при расчетах электрического освещения

2) по таблицам находятся: коэффициент запаса поправочный коэффициент z, нормированная освещенность Емин,

3) определяется индекс помещения i (он учитывает зависимость коэффициента использования светового потока от параметров помещения):

i = (A х B) / (Нр х (A + B),

где А и В – ширина и длина помещения, м,

4) коэффициент использования светового потока ламп η в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения стен, потолка и рабочей поверхности ρс, ρп, ρр;

5) находится по формуле необходимый поток одной лампы F;

6) выбирается стандартная лампа с близким по величине световым потоком.

Если в результате расчета окажется, что лампа больше по мощности, чем применяемые в выбранном светильнике, или если требуемый поток больше, чем могут дать стандартные лампы, следует увеличить количество светильников и повторить расчет или отыскать необходимое количество ламп, задавшись их мощностью (а следовательно и световым потоком лампы F):

n = (Емин х S х kз хz) / (F х η)

Метод удельной мощности

Удельной установленной мощностью называют частное от деления общей установленной в помещении мощности ламп на площадь помещения:

pуд = (Pл х n) / S,

где pуд – удельная установленная мощность, Вт/м2, – мощность лампы, Вт; n– число ламп в помещении; S — площадь помещения, м2.

Удельная мощность – это справочное значение.

Для того, что бы правильно выбрать величину удельной мощности необходимо знать тип светильников, нормированную освещенность, коэффициент запаса (при его значениях, отличающихся от указанных в таблицах, допускается пропорциональный пересчет значений удельной мощности), коэффициенты отражения поверхностей помещения, значения расчетной высоты и площадь помещения. Расчетное уравнение для определения мощноcти одной лампы:

Pл = (pуд х S) / n

Точечный метод расчета освещения

Этим методом находятся освещенность в любой точке помещения.

Порядок расчета для точечных источников света:

1) Определяется расчетная высота , тип и размещение в светильников в помещении и чертится в масштабе план помещения со светильниками,

2) на план наносится контрольная точка А и находятся расстояния от проекций светильников до контрольной точки – d;

Рис. 2. Расположение контрольной точки А при размещении светильников по углам квадрата и В по сторонам прямоугольника

3) по пространственным изолюксам горизонтальной освещенности находится освещенность е от каждого светильника;

4) находится общая условная освещенность от всех светильников ∑е;

5) рассчитывается горизонтальная освещенность от всех светильников в точке А:

Еа = (F х μ / 1000х kз) х ∑е,

где μ – коэффициент, учитывающий дополнительную освещенность от удаленных светильников и отраженного светового потока, – коэффициент запаса.

Вместо пространственных изолюкс условной горизонтальной освещенности возможно использование таблиц значений горизонтальной освещенности при условной дампе 1000 лм. Порядок по точечному методу расчета для светящихся полос:

1) определяется расчетная высота, тип светильников и люминесцентных ламп в них, размещение светильников в полосе и полос в помещении. Затем полосы наносятся на план помещения, вычерченный в масштабе;

2) на план наносится контрольная точка А и находятся расстояния от точки А до проекции полос р.

По плану помещения находится длина половины полосы, которую принято в точечном методе обозначать L. Ее не следует путать с расстоянием между полосами, обозначенным также L и определяемым по наивыгоднейшему соотношению (L/Нр);

Рис. 3. Схема к расчету освещения точечным методом полосами светильников

3) определяется линейная плотность светового потока:

F' = (Fсв х n) / 2L,

где Fсв – световой ноток светильника, равный сумме световых потоков ламп, светильника; n– количество светильников в полосе;

4) находятся приведенные размеры p' = p/Нр,  L' = L/Нр

5) по графикам линейных изолюксов относительной освещенности для люминесцентных светильников (светящихся полос) находится для каждой полуполосы в зависимости от типа светильника р' и L'

Еа = (F' х μ / 1000х kз) х ∑е

Как рассчитать освещенность комнаты?

Простой метод расчета освещенности помещения

Что собой представляет правильная освещенность комнаты? Для каждого это понятие разное, так как кто-то любит полумрак, а кто-то предпочитает яркое освещение. Но светотехники смогут просчитать правильное и самое эффективное освещение для каждой комнаты с учетом экономии электроэнергии.

 Рассчитать количество света – это выполнить совокупность работ по выбору и размещению светильников в помещении, а также подсчитать потребление энергии.

В этой статье мы расскажем читателям Сам Электрик, как произвести расчет освещенности помещения, предоставив самые популярные методы и формулы.

Способы расчета освещения

Метод коэффициента

Освещенность играет важную роль в жизни людей. Рассчитать ее очень просто методом коэффициента. В первую очередь необходимо посчитать количество светильников (N).

100*S*E*Kr – определение отсвечивания, где:

  • S – площадь комнаты;
  • E – уровень света горизонтальной плоскости (указывается в люксах);
  • Kr– коэффициент запаса (для дома он равняется 1.2).

U*n*Fl– расчет яркости ламп, где:

  • U – коэффициент употребления света прибором (в зависимости от количества ламп);
  • n – число ламп в приборе;
  • Fl– световой поток одной лампы (измеряется в люменах).

Например: На рабочем месте (такой как кабинет или кухня) применяется 3 светильника. Подставляем данные в формулу: 3=E (кабинет)*100*1,2 (освещенность стандартная). Осталось сделать расчет яркости ламп. А для этого необходимо знать коэффициент употребления света (U).

Для того чтобы его рассчитать нужно иметь индекс помещения, при этом необходимо учитывать материал стен и потолка (отражающий). Для этого:

где:

  • h1 – высота, на которой находятся светильники;
  • h2 – высота рабочей поверхности;
  • a и b – длинна стен, площадь помещения известна.

После вычисления значения, для полного просчета необходимо выяснить оставшиеся данные. В справочнике нужно посмотреть индексы отражающей способности материалов потолка и стен.

Коэффициент употребления света будет ниже, если стены будут светлые. Подставив все полученные данные в формулу можно рассчитать освещенность квартиры или помещения.

Если исходить из примера, то для комнаты с тремя светильниками необходим такой результат:

По полученным результатам было решено, что освещенность комнаты должна состоять из 12 отдельных ламп, которые встроены в потолок. От трех светильников отказались.

Все справочные материалы доступны в сети интернета, а также ниже по статье, поэтому ничего сложного в вычислении нет. Есть много подобных вычислений, для того чтобы рассчитать освещенность.

По удельной мощности

В этом методике используются данные из справочников, поэтому он считается простым. Минус такого метода – это большой запас при вычислении, из-за чего сложно сделать расчет затрат электричества и его экономии.

Если смотреть по факту, то это метод оценки затрат электрической энергии. Если есть удельная мощность света, то достаточно умножить число ламп на мощность и поделить на площадь.

Полученное число можно применять для установления приблизительной мощности и количества ламп.

Точечный метод

Этот подсчет дает возможность распределить светильники по площади комнаты. А это значит, что с помощью этого метода можно узнать освещение в определенной точке комнаты. Чтобы приступить к вычислению по такой методике, необходимо разработать план помещения, определить расчетную точку и разместить светильники.

Такой способ сложный, поэтому используется в том случае, когда сложная поверхность стен или потолка или для дизайнерских решений. Если смотреть со стороны экономии электричества, то этот метод считается самым экономным.

Существуют также программы для расчета освещенности помещения. Рекомендуем проверить результат, воспользовавшись специальным софтом!

Применение прототипа

Для этого метода применяется таблица со справочника, где прописаны точные просчеты стандартных помещений. Такие просчеты проводились не один раз, поэтому данные, что прописаны в таблице, правильные.

Существует и более необычные методики и формулы для определения уровня света, но они дорогие и применяются только для помещений сложной конструкции и планировки или для уличного освещения.

Для жилой квартиры их применять нет смысла.

Что важно знать?

Рассчитать освещенность или освещение – это необходимая процедура. Расчет основывается на двух моментах:

  • Учет всех необходимых требований и норм.
  • Соблюдение электротехнических и строительных нормативов.
  • Для простых жителей не столь важны эти нормативы, но их необходимо соблюдать. Например: лестничный проход в частном доме. Если сделать расчет, то будет видно, что в нем необходимо освещение как на рабочем месте.

    Но на практике бывают различные ситуации, когда достаточно пяти светильников со светодиодными лампами. При этом в стене остались не использованные еще 6 кабелей, которые проложили там исходя из просчета.

    Поэтому не стоит торопиться тратить лишние деньги и делать скрытую проводку.

    Или еще один пример. Хозяева решили из гостиной сделать детскую комнату. Освещение в этом случае должно быть в районе пола. Но возможности направления светового потока в направлении пола не было, поэтому пришлось использовать местные светильники, а это не совсем удобно.

    Поэтому расчет света важно делать при проектировании электрической сети дома. Если же во время строительства нужно что-то изменить, то лучше всего сделать новый расчет.

    Справочные материалы

    Ниже в таблицах указаны данные U (коэффициента употребления света), которые прописываются в первую формулу. Это освещенность горизонтальной плоскости:

    Также рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

    Теперь вы знаете, как произвести расчет освещенности помещения самостоятельно. Надеемся, предоставленные формулы и методы были для вас полезными!

    Наверняка вы не знаете:

    Расчет освещения в доме и квартире

    Простой метод расчета освещенности помещения

    Любой расчёт предполагает как минимум калькулятор. Ну, или счёты с логарифмической линейкой. По крайней мере, мы так привыкли думать.

    Однако умное слово «инсоляции», некоторые расчёты поставило с ног на голову, и расчет освещённости квартиры (или частного дома) пал жертвой простого вопроса – как рассчитать освещение комнаты? Или хотя бы чем? И вообще, зачем нужен расчёт освещения, если есть лампочка? Давайте не будем делать вид, что мы гении оптики, а посмотрим, чего нам не хватает в комнате, в которой много лампочек, но всё рано темновато.

    Чем отличается освещенность от яркости свечения, и почему не все лампочки одинаково полезны?

    Проведём простой эксперимент. Зажжём спичку, при свете которой попытаемся прочитать текст в книге. Довольно быстро мы обнаружим, что спичка сгорит ещё до того, как мы найдём нужный абзац. Нам просто будет некогда и нечего читать. А то, что происходит вокруг, мы и вовсе не заметим, спичка слишком близко к книге.

    Повторим опыт, с такой же спичкой, только поднимем её в поднятой руке. Удивительно, но мы не только сможем осмотреть помещение, но и заметим множество деталей. Это первый ответ на вопрос, чем освещение в доме отличается от яркости света.

    Кстати, освещение в квартире рассчитывать проще, поскольку этот фактор учитывается на стадии создания проекта.

    Так почему же одна и та же спичка не способна позволить нам прочитать текст в книге, позволяя осмотреть очень тёмное помещение?

    Ответ скрывается в умном слове «аккомодация» . Мы не станем разливаться мыслями по древу, как говорил Аристотель, в попытках скрыть простую истину заумным слогом. (с)

    Аккомодация – это свойство человеческого глаза адаптировать восприятие визуальной информации, вне зависимости от того, какое освещение в доме работает в этот момент.

    Вспомните. Вы проснулись ночью. Темно. Но Вы уверенно идёте к (унитазу, холодильнику, телефону и т.д.). При этом Вы отчётливо видите детали помещения, в котором света нет вообще.

    Но после того как Вы открыли холодильник или включили свет в туалете, у Вас возникает идея как-то улучшить освещение в квартире, по причине того, что по дороге обратно «ни черта не видно».

    Это и есть аккомодация – способность хрусталика глаза адаптироваться к количеству фотонов света, для обеспечения достаточного уровня информирования мозга об окружающей обстановке. Адаптация, это процесс, растянутый во времени, поэтому мы и «слепнем» после яркого света там, где только что вроде бы всё видели.

    Надеемся, что использование нами терминов не вызвало у Вас несварения желудка, поскольку теперь мы перейдём к математике, что немного сложнее.

    Но сначала ответ на вопрос подзаголовка. Чем выше мы поднимем лампу, тем большая площадь будет освещена. Но при этом освещённость всей площади не позволит различать детали, не напрягая зрения.

    Мы заменим лампу более яркой, это позволит нам различать детали на этой площади. Площадь освещения, кстати, тоже увеличится.

    Но при этом, в районе лампы, глаза начнут быстро уставать по причине избыточной яркости.

    Этих три фактора и учитывает расчет освещения помещения. Высота расположения светильника, освещаемая площадь и яркость света, которая позволяет видеть детали, не утомляя зрение. Поэтому для освещения большой площади с большой высоты не используют лампы накаливания, применяя дневной свет. Теперь перейдём к расчётам.

    Способы и применение расчёта освещённости помещений

    Формула расчёта проста. И поскольку нас интересует количество светильников (а иначе, зачем делать расчет освещения?), с него и начнём:

    где N – необходимое количество светильников. Сверху дроби мы определили освещенность, а снизу яркость ламп освещения . Не правда ли, всё очень просто? Получили количество ламп. Осталось уточнить, какие значения вошли в эту формулу:

    • E – задаётся в люксах, это величина освещённости горизонтальной плоскости. Справочная величина, которая отличается для разных помещений (детская, спальная, рабочий кабинет и т.д.);
    • S – площадь помещения, она нам известна;
    • Kr – коэффициент запаса. Избыток здесь предусмотрен для двух ситуаций – выхода из строя нескольких ламп, и перестановки в помещении (например, передвинули рабочий стол). Для дома обычно берется равным 1.2 .

    Вторая часть формулы содержит:

    • U – коэффициент использования прибора освещения (в одном приборе может быть много ламп);
    • n – количество ламп в этом приборе;
    • Fl – световой поток одной лампы, также измеренный в люменах.

    Как этим пользоваться? Допустим, нам хочется в комнате использовать три светильника. При этом помещение рабочее (кабинет, например). Тогда мы получим уравнение: 3 = E(рабочий кабинет) * площадь * 100 * 1,2 (помещение обычное, потолки стандартные) . Осталось поделить на то, какие лампы мы желаем применить. Для этого нам нужен параметр U – коэффициент использования.

    А как рассчитать освещение, если мы не знаем U , откуда его получить? Для расчета U необходим индекс помещения и учёт материалов стен и потолка (отражающая способность). Рассчитать индекс помещения просто:

    Площадь уже знаем, осталось измерить высоту подвеса светильника h1 и высоту рабочего стола h2 (в общем случае h2 – эта та плоскость, освещённость которой нам нужна). a и b соответственно длина стен (половина периметра помещения, если оно не прямоугольное).

    Получив значение φ , нам осталось уточнить индексы отражающей способности материалов, которые будут использованы для отделки потолка и стен (также справочные величины), и мы получим оставшиеся данные для расчёта. Чем светлее стены, тем ниже будет значение U . Подставим его в формулу, мы узнаем, все, что нам нужно, и получим ответ на вопрос как рассчитать освещение.

    Например, если мы хотим три светильника, то нам понадобятся такие, которые бы соответствовали результату:

    Этот пример взят из жизни, и по результатам расчёта освещения было принято решение разместить в помещении 12 встроенных в потолок отдельных ламп, отказавшись от трёх светильников на 4 лампы каждый.

    Не пугайтесь подробного рассказа и внешней сложности математического аппарата таких вычислений. Справочные материалы по всем параметрам доступны в сети, есть много типовых расчетов освещения помещений, на базе которых можно детализировать их для своего помещения. Задачи запугать Вас сложностью вычислений не было, тем более расчёты просты. Но обратим внимание на важность получаемых значений.

    На этом изображении ниже пример помещения, в котором была изменена конфигурация, по сравнению с проектом. Перерасчёт освещения не проводился. После начала эксплуатации комнаты, оказалось, что часть помещения очень тёмная, даже в яркий солнечный день с полностью включённым освещением (как на фото). Переделывать ничего не стали, но на будущее расчётами освещения уже не пренебрегали.

    Какие ещё есть способы расчёта освещения помещений

    Метод расчета по удельной мощности . Достоинство метода в простоте (основанной опять же на справочных материалах), а недостаток в том, что такие вычисления делаются с большим запасом, и поэтому плохо совместимы с экономией на затратах электроэнергии для освещения.

    Фактически это не расчет освещения, а оценка затрат энергии. При этом если мы знаем удельную мощность освещения для помещения, то перемножаем количество ламп на мощность каждой и делим на площадь.

    Полученное значение можно использовать для определения примерной мощности ламп (и их количества), но применять на первых этапах проектирования электрических сетей.

    Точечный метод расчета. Это вариант основной формулы вычислений, позволяющий детализировать вклад каждого светильника в освещение той, или иной точки помещения. То есть он позволят уточнить расчет освещения в каждой точке помещения, откуда и название метода.

    Для этого изготавливается план помещения с размещением светильников, после чего выбирается расчётная точка в помещении.

    Далее методом оценки изолюксовых пространственных кривых (изолюкса – линия с одинаковой освещённостью от светильника, вроде изобары или изотермы), с учётом освещения от всех остальных светильников, уточняются значения освещённости.

    Это более сложный метод расчёта, применяется либо для дизайнерских целей, либо для помещений со сложными поверхностями стен и потолков, либо для иных целей. С точки зрения возможностей экономии электроэнергии наиболее точный способ.

    Метод применения прототипа. Это тоже не совсем расчёт, но, тем не менее, упомянем. В данном случае используется справочная таблица точных расчётов типовых помещений.

    С точки зрения точности, может, стоит использовать такие данные, а не думать, как рассчитать освещение, особенно если такие расчёты делались не раз.

    Есть и более экзотические способы расчёта, но это область сложных помещений и удел экспертов, для бытовых целей использовать столь дорогие способы нет смысла.

    Чего не говорят, когда говорят про освещённость?

    Все вычисления освещения и освещённости основаны на двух китах:

  • Санитарные нормы и прочие требования из области гигиены.
  • Строительные и электротехнические нормативы, нарушать которые ни один строитель не станет.
  • Но если мы говорим о своём доме или квартире, то имеет смысл думать о себе, а не о нормативах, которые правда стоит учитывать при расчётах. О чём идёт речь?

    Например, лестница в частном доме. Если почитать нормативы, то освещённость должна быть не ниже, чем в рабочей зоне. Однако практика показала, что на фото ниже, пяти светильников с лампами в 60Вт оказалось более чем достаточно для освещения.

    Никто не спотыкается, и ни разу не упал. При этом в стенах лестницы замуровано ещё 6 кабелей (проложены на основе именно расчета освещения), от которых было решено отказаться.

    Поэтому, получив расчёт, не спешите делать скрытую проводку, может быть имеет смысл подумать, не будет ли этот запас лишней тратой денег?

    Другая ситуация возникла, когда решено было из гостевой спальной сделать детскую комнату. Учитывая, что в этом случае понадобилось яркое освещение в районе пола, а возможности такой не было, освещение было сделано без запаса, пришлось применять местные светильники, что оказалось не очень удобно.

    Поэтому ответ на вопрос как рассчитать освещение, крайне важен именно на первых этапах проектирования электросети дома или квартиры, и если в процессе строительства вдруг что-то решили изменить, обязательно делайте перерасчёт. И всё равно, оставляйте небольшой запас на возможность подключения дополнительных светильников, хотя бы как бра.

    Справочные величины для расчета освещенности

    Ниже приведены значения величины освещённости горизонтальной плоскости для различных комнат в доме. Это значение U из первоначальной страшной формулы.

    Примеры коэффициента отражения поверхностей

    Расчет освещенности помещений врукопашную

    Простой метод расчета освещенности помещения

    Постараюсь очень кратко и просто изложить метод ручного расчета освещения в помещениях, которому меня научили на курсе «Расчет освещения» школы светодизайна LiDS.

    Какой должна быть освещенность

    При планировании освещения, в первую очередь нужно определить соответствующую нормам целевую освещенность и посчитать общий световой поток, который должны давать светильники в помещении.

    С нормативами определиться просто – либо ищем свой тип помещения в таблицах СанПиН 2.21/2.1.

    1/1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» и СП 52.13330.

    2011 «Естественное и искусственное освещение», либо соглашаемся с основным требованием по освещенности жилых помещений – 150лк или офисных помещений с компьютерами – 400лк.

    Грубая оценка необходимого светового потока
    По умолчанию расчет освещенности делается в программе Dialux. Но результат хотя бы приблизительно нужно знать заранее, чтобы сверить данные с оценкой «на глазок». Как написано даже в Википедии, средняя освещенность поверхности — это отношение падающего на нее светового потока к площади. Но в реальном помещении часть светового потока светильника рабочих плоскостей не достигает, пропадая на стенах. Освещенность в помещении – это отношение общего светового потока светильников к площади помещения с поправочным коэффициентом «η».Долю света «η», который доходит до рабочих поверхностей, можно оценить на глазок. В самом общем приближении для некоего очень среднего помещения с какими-то там светильниками до рабочих поверхностей доходит примерно половина света, а значит для очень грубой оценки можно использовать коэффициент η = 0,5.

    Например, в комнате площадью 20м2 светильник со световым потоком 700лм (эквивалент лампы накаливания 60Вт) создаст освещенность Е = 0,5 × 700лм / 20м2 = 18лк. А это значит, что для достижения норматива в 150лк, нужно F = 700лм × (150лк / 18лк) =5800лм, или эквивалент 8-ми лампочек накаливания по 60Вт!

    (Полкиловатта ламп накаливания на небольшую комнату! Понятно, почему нормы освещенности для жилых помещений гораздо ниже, чем для учреждений, и почему учреждения уже давно никто лампами накаливания не освещает.)

    Более точный метод ручного расчета

    Но так как помещения бывают с разными стенами, разной формы, с высокими или низкими потолками, поправочный коэффициент не обязательно равен 0,5 и для каждого случая свой: на практике, от 0,1 до 0,9.

    При том, что разница между η = 0,3 и η = 0,6 уже означает разбег результатов в два раза.

    Точное значение η нужно брать из таблиц коэффициента использования светового потока, разработанных еще в СССР. В полном виде с пояснениями таблицы привожу в отдельном документе.

    Здесь же воспользуемся выдержкой из таблиц для самого популярного случая. Для стандартного светлого помещения с коэффициентами отражения потолка стен и пола в 70%, 50%, 30%.

    И для смонтированных на потолок светильников, которые светят под себя и немного вбок (то есть имеют стандартную, так называемую, «косинусную» кривую силы света).

    Табл. 1 Коэффициенты использования светового потока для потолочных светильников с косинусной диаграммой в комнате с коэффициентами отражения потолка, стен и пола – 70%, 50% и 30% соответственно. В левой колонке таблицы указан индекс помещения, который считается по формуле:
    , где S — площадь помещения в м2, A и B — длина и ширина помещения, h — расстояние между светильником и горизонтальной поверхностью, на которой рассчитываем освещенность.
    Если нас интересует средняя освещенность рабочих поверхностей (стола) в комнате площадью 20м2 со стенами 4м и 5м, и высоте подвеса светильника над столами 2м, индекс помещения будет равен i = 20м2 / ( ( 4м + 5м ) × 2,0м ) = 1,1. Удостоверившись, что помещение и лампы соответствуют указанным в подписи к таблице, получаем коэффициент использования светового потока – 46%. Множитель η = 0,46 очень близок к предположенному навскидку η = 0,5. Средняя освещенность рабочих поверхностей при общем световом потоке 700лм составит 16лк, а для достижения целевых 150лк, потребуется F = 700лм × ( 150лк / 16лк ) = 6500лм.
    Но если бы потолки в комнате были выше на полметра, а комната была не «светлым», а «стандартным» помещением с коэффициентами отражения потолка, стен и пола 50%, 30% и 10%, коэффициент использования светового потока η составил бы (см. расширенную версию таблицы) η = 0,23, и освещенность была бы ровно вдвое меньше!

    Проверяем расчеты в диалюксе

    Построим в диалюксе комнату 4 × 5м, высотой 2,8м, с высотой рабочих поверхностей 0,8м и теми же коэффициентами отражения, что и при ручном счете. И повесим 9шт мелких светильников с классической косинусной диаграммой по 720лм каждый (6480лм на круг).
    Рис.

    1 Взятый для примера светильник Philips BWG201 со световым потоком 720лм, и его классическое «косинусное» светораспределение Получится ли у нас средняя освещенность рабочих поверхностей в 150лк, как мы оценили вручную? Да, результат расчета в Dialux – 143лк (см.

    рис2), а в пустой комнате без мебели и человеческой фигуры – 149лк. В светотехнике же значения, различающиеся менее чем на 10% считаются совпадающими.
    Рис.

    2 Результат расчета в диалюксе – средняя освещенность рабочей поверхности (при коэффициенте запаса 1,0) составила 143лк, что соответствует целевому значению 150лк.
    Рис. 3 Красивые картинки, в которые верят люди.

    Заключение:

    Методика расчёта освещения в бытовых и производственных помещениях

    Простой метод расчета освещенности помещения

    До сих пор даже с развитием инновационных технологий и резким шагом науки вперёд самое эффективное и качественное освещение предоставляет человеку сама природа, а точнее, солнце.

    Разработчикам только остаётся стремиться к максимальному приближению показателей искусственного света к солнечному. Поэтому выполнить правильное, а главное достаточное, не портящее зрение освещение в помещениях довольно сложно.

    Перед тем как его реализовать, необходимо произвести расчёт всего освещения помещения.

    Методы расчета искусственного освещения

    Существуют специально разработанные методы расчета освещения, которые дадут возможность рассчитать:

  • Общую мощность осветительной системы;
  • Количество светильников, а соответственно и ламп, устанавливаемых в них.
  • В любом случае при таком подсчете нужно учесть:

  • Тип комнаты жилого помещения;
  • Индивидуальные размеры помещения, особенно высоту;
  • Цвет покрытия пола;
  • Наличие зеркальных поверхностей.
  • То есть уровень освещённости определённых типов комнат зависит напрямую от его целевого назначения. Например, то что для гостиной будет нормально, то, допустим, для спальни уже будет слишком много.

    Весь стандартный расчёт сформирован на вычислениях мощности общего освещения при высоте потолка около 3 м. Если это расстояние увеличивается до 4-5 м то все полученные результаты смело можно умножать на полтора.

    Если выше 5 метров то умножать стоит уже на два.

    Учёт цветовой гаммы, а также присутствие в комнате зеркал приводит к добавлению в формулы специальных коэффициентов. Однако сильно зацикливаться не стоит, так как абсолютно всё учесть не получиться.

    Любой метод расчёта примерный, и стоит лучше выполнять осветительную систему с небольшим запасом, и оборудовать её регуляторами яркости, или же хотя бы разделить светильники на группы.

    Это даст возможность как можно плавнее регулировать мощность освещения в помещении.

    Но всё-таки вернёмся к методам расчёта, существует два основных метода:

  • По мощности освещения, измеряемого в Ваттах;
  • По освещенности, измеряемого в Люменах.
  • Расчёт электрического освещения, отталкиваясь от мощности, основывается на расчёте:

    • Площади помещения или же комнаты;
    • Нормы мощности освещённости на один метр квадратный, в зависимости от типа комнаты.

    Площадь элементарно найти из простейшей формулы знакомой со школьной скамьи. Она будет равна произведению двух её сторон. Далее из таблицы берется расчётная мощность на один метр квадратный. Средняя такая величина для жилых помещений 20 Вт, в зависимости от типа комнаты эта мощность может меняться.

    Теперь необходимо полученную площадь умножить на расчётную мощность освещения одного квадратного метра. Получим общую мощность всех светильников. Мощность указана для ламп накаливания, если они не применяются, то другие виды источников света в квартире можно сопоставить из ниже приложенной таблицы.

    То есть, если площадь ванной комнаты размером 2 на 3 метра будет равна 6 м2. То при необходимых 10-30 Вт на метр, необходимо установить освещение ванной около 120 Вт.

    Если выбрать лампы накаливания то выходит две лампы по 60 ват, если люминесцентные — то 2 по 11 Вт, а если светодиодные то две по 6 Вт.

    Как видно экономия электроэнергии при использовании разного типа источников света очевидна.

    Однако, с развитием осветительных систем и их разнообразия, расчет освещения таким способом, не совсем актуален, поэтому рекомендуется второй метод и нужно отталкиваться от норм освещенности предлагаемый авторитетными источниками.

    Конечно, такой способ подсчёта более точный, но менее привычный, так как о понятии измерения освещённости Лк (Люкс) обычный человек почти незнаком. Один Люкс — это то же самое, что и один Люмен на один метр квадратный.

    Метод прост, общую площадь помещения, которое нужно осветить, умножаем на необходимую освещённость для данного типа комнаты. Получаем общую освещенность, которую нужно получить после организации правильного освещения. Для каждой лампочки соответствует своя величина освещённости, которую она способна выдать.

    Расчет количества светильников

    Как расчитать нормы освещения производственных помещений

    Если с типом ламп уже всё понятно, то осталось только произвести расчет количества светильников.

    Светильник может состоять из нескольких ламп, а в случае светодиодного освещения, таких полупроводниковых элементов может быть и несколько десятков. Тут всё просто.

    Нужно общую полученную освещённость разделить на световой поток, излучаемый одним светильником.

    Очень часто эта информация прилагается к инструкции выбранного светильника.

    Однако и здесь есть исключение из правил. Иногда светильник продаётся без ламп и поэтому нет указанной величины освещённости которую он может создать, так как в него можно вкрутить лампу и 20 Вт, и 100 Вт. Здесь освещённость будет напрямую зависеть:

    • Количества ламп;
    • Их типа;
    • Матовости защитного стекла рассеивателя. Матовый тип поверхности стела снижает производительность светильника, на 25-30%.

    Конечно же, световой поток должен быть распределен по всему помещению, затемнённые зоны неприемлемы. Распределяя освещение по всему помещению, рекомендуется также установить и дополнительные источники света, в тех местах где необходимо увеличение яркости, например, для чтения, или вязания. Это тоже нужно учесть при организации и расчёте освещения.

    Для упрощения подсчёта некоторые интернет-ресурсы предлагают так называемые калькуляторы, которые могут произвести расчет количества светильников для определённой площади,а также мощность каждой лампочки.

    Расчет освещения производственного помещения

    Виды освещения в туалете при разной планировке

    Расчет искусственного освещения производственных помещений, например, освещение цеха — это особый вид, который позволяет сотрудникам и персоналу осуществлять технологический процесс и производственные задачи с высокой эффективностью и без ущерба здоровью. Правильное и качественное освещение:

    • снижает вероятность травм;
    • повышает производительность труда;
    • влияет на снижение брака и дефектной продукции.

    Производственного освещения бывает трёх видов:

  • Общее;
  • Локализованное или местное;
  • Комбинированное.
  • Также по назначению оно делится на

  • Рабочее;
  • Аварийное;
  • Специальное (дежурное, охранное, эвакуационное и т. д.)
  • В зависимости от типа производственных работ их классификации по разряду зрительной процедуры работы разделятся на 7 групп. Соответственно норма освещенности такой производственной деятельности совсем разная, как указано в таблице, приведённой ниже.

    Расчёт аналогичен бытовому, только вот сами светильники должны иметь класс защиты от попадания внутрь пыли и влаги в зависимости от типа производства. Также нужно обязательно учесть запылённость, которая является нормальным явлением на промышленных предприятиях.

    Расчет прожекторного освещения

    Варианты подсветки потолка в помещениях

    Очень часто для организации освещения на строительных площадках, складских территориях, а также наружных производственных площадках применяются особо мощные светильники, относящиеся к классу прожекторов. Расчёт его основывается на определении:

    • количества прожекторов, для создания нужной освещённости достаточной для определённого процесса;
    • высоты мачты или опоры, на которой он устанавливается;
    • угла наклона в вертикальной и горизонтальной площади.

    Общий световой поток (F) можно определить по формуле

    После этого можно найти и количество прожекторов

    Высота и угол наклона чаще всего выбирается из местных условий установки.

    Для освещения тротуаров, дорог, придомовых территорий необходима установка светильника ЖКУ.

    Расчет освещенности

    Простой метод расчета освещенности помещения

    Правильный выбор уровня освещенности помещения считается одним из условий комфортного пребывания и четко нормируется нормативными документами по охране труда, рядом ГОСТов и, конечно, сводом строительных норм и правил № 23-05-95.

    Расчет освещенности помещения в доме выполняется специалистами на этапе проектирования, а в ходе приемки новостройки показатель может контролироваться приемной комиссией.

    На самом деле знать уровень освещенности в доме важно еще потому, что от этого зависит здоровье человека и состояние его зрения.

    Как выполняется теоретическое определение уровня освещения

    Методика расчета освещения сводится к получению значения потребного светового потока одной лампы, используемой для освещения помещения в конкретных условиях, с заранее известными характеристиками.

    Проще говоря, составляют упрощенную модель – лампочка под потолком в пустой комнате.

    На основании модели, зная из рекомендаций СНиПа уровень освещенности для данной категории помещений, определяют световой поток лампы и ее мощность.

    Для расчета освещения и светового потока потребуется знать:

    • Норму освещенности для конкретного типа помещений, обычно в справочниках освещённость обозначается индексом Ен, измеряется в люксах, Лк;
    • Общая площадь комнаты – S, единица измерения в м2;
    • Три поправочных коэффициента – k— норма запаса, z— поправка на неравномерность источника света, nc— коэффициент эффективности использования потока света;
    • Количество световых приборов N, и число лампочек в одном приборе – n.

    Для того чтобы правильно рассчитать световой поток лампы, необходимо взять данные из справочных таблиц, использовать сведения о геометрии помещения и характеристики источника света, подставить их в известную формулу, определяющую величину светового потока.

    Формула светового потока выглядит так:

    Фл=(Ен∙S∙k∙z)/(N∙n∙nc).

    Совет! При использовании старых справочников обращайте внимание на размерность приведенных величин.

    После вычисления по формуле получим величину светового потока для одной лампы в люменах.

    Остается только правильно подобрать требуемый вариант источника света.

    Аналогичным способом решается обратная задача расчета освещенности, а именно — по известным данным светового потока Фл для конкретной лампочки, зная остальные характеристики и коэффициенты, можно рассчитать освещение для конкретных условий по формуле: 

    Ен=(Фл∙N∙n∙ nc)/(S∙k∙z).

    Вариант вычисления освещенности в помещении

    В том, как выполняется расчет значения количества свет и освещения, нет ничего сложного, необходимо только точно соблюдать рекомендации и правильно выбирать данные из справочных таблиц.

    Для примера возьмем обычную комнату площадью в 20 м2 со стандартной высотой потолка в 250 см. Для упрощения будем считать, что потолок белый, матовый, а стены имеют однотонное покрытие без глянца, бежевого цвета.

    Все эти данные нужны для расчета освещенности или освещения.

    В качестве осветительного прибора используется потолочный светильник из пяти лампочек, каждая из которых закрыта рассеивающим белым плафоном. Плоскость ламп находится на высоте 2,3 м.

    Для расчета освещения потребуются следующие справочные данные:

  • Табличные сведения по коэффициенту использования светильника;
  • Расчет коэффициента использования светового потока;
  • Поправку на неравномерность;
  • Коэффициент запаса.
  • Первый пункт при определении величины освещенности придется взять из таблицы, остальные получают коррекцией или простеньким вычислением по характеристикам комнаты.

    Как подобрать коэффициенты для расчета освещенности

    Наиболее простым является подбор поправки на неравномерность и коэффициент запаса. Последний параметр используется, чтобы в расчете освещенности учесть снижение плотности светового потока лампы из-за оседания слоя пыли.

    Для жилых помещений, с содержанием пыли в воздухе менее 1мг на куб объема, для расчета принимается значение, равное 1,2 для наэлектризованных люминесцентных лампочек.

    Для обычных накаливания 1,1 и для наиболее холодных низковольтных светодиодных приборов коэффициент берут равным 1.

    Поправка на неравномерность используется для того, что учесть характер работы в помещении. Для ламп с нитью накаливания он равен 1,15, для светодиодов принимают 1,1.

    Коэффициент эффективности использования потока определяется расчетом индекса по формуле:

    i=S/((a+b)∙h),

    где S — площадь пола комнаты, a, b, h – длина, ширина и высота соответственно. Для нашего случая расчет индекса дает значение в 0,9 единиц.

    Зная индекс освещенности комнаты, процент отражения – для белой поверхности потолка- 70%, для бежевых стен -50% и серого пола – 30%, расположение светильника на потолке, определяем из таблиц необходимый для расчета коэффициент эффективности использования потока nc=0,51.

    Выполним подбор лампы для освещения

    Зная необходимые числовые значения коэффициентов, подставляем их в формулу светового потока для нашего случая Фл=(Ен∙S∙k∙z)/(N∙n∙nc)=(150 * 20,0 * 1 * 1,1)/(1 * 0.51 * 5)=3176,25/2,55=1245 Лм.

    Это значит, для выбранного нами помещения, при норме освещенности Ен=150 люкс, световой поток одной светодиодной лампы должен составлять 1245 Лм.

    Чтобы для завершения расчета правильно подобрать источник света, потребуется сравнить несколько вариантов осветительных приборов с разными температурами света, от наиболее теплого в 2750К до холодного белого в 4500К.

    Этот этап расчета является наиболее трудоемким. В номенклатуре современных источников света существуют четыре основных типа:

    • Галогеновые лампочки;
    • Лампы с ниткой накаливания;
    • Люминесцентные приборы;
    • Светодиодные источники света.

    Существуют условные таблицы соответствия светоотдачи или плотности светового потока и потребляемой мощности. В нашем примере использовались данные таблиц. Наиболее распространенная лампа с нитью дает относительно мягкий теплый свет, но имеет низкую светоотдачу.

    По расчету освещенности для того, чтобы обеспечить поток в 1245Лм, можно взять лампочку в 100 Вт, которая выдает световой поток 1300 Лм. Среди галогеновых лампочек ближайшая по характеристикам в 75 Вт выдает 1125 Лм, что явно недостаточно.

    Более близкими характеристиками обладают люминесцентная лампа в 20 Вт и 1170 Лм, светодиодная в 12 Вт и 1170 Лм.

    Выбираем последний вариант и выполняем расчет освещенности в помещении по приведенной выше формуле Ен=(Фл∙N∙n∙nc)/(S∙k∙z). В результате получаем значение, равное 141 люкс, что допускается нормами СНиП.

    Для гостиной и спальни величина освещенности должна составлять от 100 до 200 люкс, для кухни 200-300 люкс, для ванной и санузла 50-150 люкс. При желании, используя приведенную методику, можно пересчитать самые разные варианты освещенности при различных источниках света.

    Самым экономичным получился светодиодный вариант, при потреблении 12х5=60 Вт светильник выдавал 5850 Лм, что соответствует мощности 500 Вт лампы накаливания.

    Самое примитивное вычисление можно выполнить, руководствуясь правилом — для 1 м2 требуется источник освещения мощностью в 20 Вт. Но такое определение мощности прибора освещения может быть выполнено только для квадратного помещения с белыми стенами и потолком, с потолочным расположением светильника. Для остальных случаев погрешность составит более 20%.

    Заключение

    Методика расчета освещения, указываемая в СНиП и основанная на статистическом материале, составлялась в эпоху, когда кроме ламп накаливания и люминесцентных приборов, других вариантов не существовало.

    Если руководствоваться только этими правилами, то наиболее выгодными и комфортными должны быть светодиодные светильники с максимальной температурой освещенности в 4-5 тыс. К.

    На практике такие лампы оказываются очень раздражающими и слепящими при длительном пользовании, поэтому нередко хозяева сознательно идут на использование более теплых ламп накаливания, как более комфортных. Расчет освещенности этого не учитывает.

    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

    Adblock
    detector