Как правильно рассчитать освещение по площади помещения

Расчет производственного освещения в чем его необходимость.

Как правило говоря про производственное освещение все начинают рассказывать про самочувствие сотрудников и работоспособность. Давайте будем честными те кто это пишут дай бог один раз в жизни бывали на производстве, а то и не были вовсе.

Если посмотреть на проектирование систем освещения в целом и проектирование производственного освещения в частности, с практической точки зрения, а не с точки зрения среднестатистического продавца недорогих светильников. То мы сможем составить перечень требований, которые хотел бы удовлетворить любой собственник, заказчик, промышленного объекта.

• Экономичность.
• Долгий срок службы
• Стоимость (при условии, что мы понимаем, что качественная продукция стоит денег
• Хорошие эксплуатационные характеристики.

И если подвести итог этих требований, то мы приходим к выводу, что стоит начать с грамотного и точного расчёта промышленного освещения. Который бы включал в себя не только основные светотехнические характеристики, но и сравнительный анализ характеристик.

Есть ли формула для определения количества светильников на квадратный метр площади

Существует простой стандарт расчета. Согласно ему, на каждый кв м пространства должно приходиться по 20 Ватт от мощности обычной лампы накаливания. Таким образом, комната на 18 кв м должна освещаться светильниками с общей мощностью в 360 Вт.

Расчет того, сколько на квадратный метр натяжного потолка нужно светильников, также можно провести по специальной формуле следующего вида:

1. N=(S*W)/P.

В этой формуле:

• переменная N выражает искомое количество светильников;
• S соответствует площади комнаты в кв м;
• W – это общая удельная мощность освещения;
• P – мощность одного осветительного прибора.

По этой формуле, удельная мощность на комнату располагается в диапазоне 3,5-12 Вт на каждый квадратный метр. На освещение производственного помещения должна уходить мощность от 3 и до 10 Вт на квадратный метр. Значение рекомендуемой мощности «W» можно взять из таблицы:

Назначение комнаты	Галогеновая лампочка	Люминесцентный светильник	Лампа накаливания	Светодиодная лампочка
Детская	70-80	18-22	30-90	8
Кухня	30-35	8-10	12-40	4
Спальня для взрослых	14-17	4-5	10-20	2
Зал, гостиная	25-30	7-9	10-35	3
Санузел	23-27	6-8	10-30	2
Коридор	11-13	3-4	10-15	1
Гараж или кладовка	11-13	3-4	10-15	1

Данная формула расчета является примитивным шаблоном, не учитывающим множества дополнительных факторов. Она подходит для использования в быту, однако желательно также учитывать:

• высоту стен;
• материал, из которого изготовлен потолок (он может быть реечным, натяжным или подвесным);
• монтируется дополнительные или основные светильники;
• цвет стен и тип их отделки.

Попробуем рассчитать нужное количество спотов для кладовки. Допустим, площадь помещения равна 10 квадратным метрам. Если следовать таблице, рекомендуемое значение «W» для одного светодиодного светильника составляет 1 Вт. Купим споты по 5 Вт, и получим результат: N=(10*1)/5=2.

Если высота потолков свыше 3 метров, увеличьте удельную мощность в 1,5 раза.

Согласно нормативам, уровень освещения измеряется в Лк, или люксах.

Комната	Стандарт, в Лк
Детская	200
Спальня	150
Гостиная, бильярдная, библиотека	300
Кухня	150
Санузел	50
Кабинет	300

1 Лк равен 1 люмену на 1 квадратный метр. Значение Лм указано на каждом светильнике.

Расчет освещенности для разных помещений

Степень освещенности для каждой конкретного помещения в зависимости от его целевого назначения рассчитывается в индивидуальном порядке. К примеру, рабочий кабинет, в котором большая часть времени проходит за чтением, написанием каких-либо документов, требует максимальной освещенности, а вот в прихожей данный показатель не актуален.

Таблица требуемой освещенности помещений

Помещение	Уровень освещенности лм/м² (люкс)
Прихожая	80-100
Гостиная	300-400
Спальня	200-250
Кухня	200-250
Ванная комната	200-250

Пример:

• в зале установлена потолочная люстра с тремя лампочками накаливания по 150 Вт каждая;
• площадь помещения — 25 м2;
• общий световой поток такого прибора освещения — 1800 х 3 = 5400 лм;
• освещенность помещения — 5400/25 = 216 лм/м2 (люкс).

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.

Что учитывается в расчете освещенности комнаты

Интенсивность и тип освещения зависит от назначения комнаты

Создание качественной подсветке в каждом помещении зависит от ряда факторов. К ним относятся площадь комнаты, ее предназначение, расстановка мебели, необходимость зонирования, отделка и другие критерии.

Раньше расчеты для каждого конкретного помещения производились с учетом мощности. Использовались таблицы, в которых в зависимости от типа комнаты высчитывалась суммарная мощность ламп. Этот метод является некорректным, так мощность – это единица расчета энергии, а не светового потока. Связь этих двух величин есть, но она не подчиняется строгому соотношению, подходящему для всех осветительных приборов. Такой способ подходил только для лампочек накаливания. Люминесцентные, светодиодные и другие приборы потребляют другое количество электроэнергии и дают другой уровень яркости.

Выбирать источники света стоит по световому потоку и освещенности. Эти величины связаны друг с другом. Световой поток 1 Лм на площадь, равную 1 кв.м., создает освещенность 1 лк. Для каждой комнаты есть своя норма.

Нормы освещенности

Санитарные нормы, прописанные в официальных документах СНиП и СанПиН, требуют следующего уровня освещенности для жилых помещений:

• жилые комнаты 150 лк;
• детская 200 лк;
• кабинеты, библиотеки 300 лк;
• комната для выполнения точных чертежных работ 500 лк;
• кухня 150 лк;
• ванная, санузел 50 лк;
• сауна, баня 100 лк;
• коридор 50 лк;
• лестничная площадка 20 лк;
• гардеробная 75 лк%
• крыльцо 6 лк;
• площадка рядом с запасным входом 4 лк;
• дорожка у входа в дом на протяжении 4 метров 4 лк.

Неточности и погрешности при расчете светодиодного освещения

При установке точечных светодиодных светильников часто допускаются ошибки, влияющие на качество освещения. Чтобы исключить их, стоит учесть несколько рекомендаций при расчетах:

1. Если планируется обновить отделку стен или пола и цвет изменится, коэффициент отражения поверхностей лучше скорректировать заранее. Если не сделать этого, потом может оказаться, что света в комнате мало, придется ставить более мощные светильники, либо увеличивать их количество.
2. Когда используется только часть светильников, например, над рабочей зоной, расположите их так, чтобы обеспечить нужную интенсивность света в одном месте. Если расставить оборудование равномерно, то освещенность не будет достаточной для выполнения работы.
3. При покупке недорогих светильников может оказаться, что их фактические показатели ниже заявленных.

Лучше покупать качественное оборудование, его фактические показатели всегда соответствуют заявленным.

Рассчитать количество точечных светильников несложно, если знать норму освещенности для разных помещений и использовать простую формулу. Не стоит упускать из вида и коэффициент отражения поверхностей, он сильно влияет на качество света в помещении.

Полезно знать

При получении не целого значения (например, 3,75) его необходимо округлить в большую сторону. Небольшое превышение нормы будет лучше, чем ее недостаток. Более качественное освещение будет при равномерном размещении осветительных приборов по всему периметру потолка. В такой ситуации, а также при каком-то особом дизайнерском подходе к осветительным приборам, можно взять большее количество лампочек, но с меньшей мощностью. Например, вместо 4 ламп по 10 Вт, можно взять 9 лампочек по 5 Вт. Как видим, сами по себе расчеты довольно просты, но чтобы их осуществить нужно понимание природы освещенности и что на нее влияет. Правильно все рассчитав, вы сможете создать в любом помещении дома комфортный уровень освещенности.

Современные методы светотехнического расчета освещения

Если подсчеты на листке бумаги с калькулятором или ведение таблиц в Excel – это не ваше, тогда можно обратиться к современным методам.

На просторах интернета можно найти несколько программ и приложений для быстрого расчета освещения производственного помещения и жилых комнат. Среди них есть как элементарные редакторы с интуитивно понятным интерфейсом, онлайн-калькуляторы, так и сложные программные продукты для дизайнеров и архитекторов (например, Dialux, Relux, Light-in-Night Road). Чем сложнее программа, тем больше возможностей она открывает и тем большее количество факторов учитывает

Например, для перфекционистов и тех, кто занимается электроосвещением профессионально, будет важно учесть сложную архитектуру пространства, наличие и размеры углов, особенности интерьера и возможность комбинирования осветительных приборов

Программные продукты можно найти как в платных, так и в бесплатных версиях. Если первый вариант необходим профессионалам, то новичкам будет достаточно базовых функций.

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.

Роль фактуры натяжного потолка в освещении помещения

Материал для натяжного потолка и его фактура оказывают сильное влияние на выбор осветительных приборов. Натяжные потолки бывают следующих видов:

• тканевые;
• ПВХ.

Натяжные потолки из ПВХ восприимчивы к теплу. Они могут начать плавиться под воздействием высокого температурного режима. При этом тканевый натяжной потолок устойчив к температурам вплоть до 80 градусов. Поэтому они допускают установку мощных светильников в большем количестве.

ПВХ-пленка тоже выпускается в нескольких видах:

1. Глянцевый натяжной потолок хорошо отражает свет. Даже несколько точечно установленных лампочек дадут хороший эффект, и полностью обеспечат помещение светом.
2. Матовая поверхность натяжного потолка поглощает больше света, поэтому потребует установки более ярких ламп.

Как решить проблему уязвимости натяжных потолков к теплу:

1. Следует выбирать светодиодные лампы. Подойдут также лампочки накаливания с низкими показателями мощности, галогенные и энергосберегающие устройства. Можно купить осветительные приборы, вмонтированные в специальные корпуса, препятствующие проводимости жара. Существуют также модели светильников со встроенными отражателями.
2. Ширина корпусов светильников для натяжных потолков примерно варьируется в пределах от двух до 7 сантиметров. Слишком широкие светильники займут много места за натяжным потолком, и его потребуется монтировать ниже необходимого. В помещениях с небольшой высотой стен это сильно скажется на обстановке. Чтобы пространство в комнате не скрадывалось, лучше выбирать устройства с максимально тонким корпусом.
3. Можно предусмотреть проблему освещенности, купив светильники, позволяющие регулировать их яркость. Такие лампочки должны быть рассчитаны на подключение к диммеру.

Требования и пожелания по устройству освещенности

Прежде, чем приступать к планированию и расчету осветительной системы помещения, необходимо сформулировать каким основным критериям   она должна отвечать.

Основные из них — это:

• Комфортная освещенность, то есть достаточно светло для чтения, общения, домашних занятий, но не режет глаза. Данный показатель у каждого свой, так как он зависит от состояния зрения, привычек и предпочтений.
• Удобное размещение светильников, которые должны давать свет на всю площадь помещения, но уровень освещенности может отличаться в разных частях комнаты.
• Экономичность, а именно, сумма ежемесячной платы за электроэнергию, стоимость самих лампочек (за одну и за все количество), сроки службы лампочек (как часто их придется покупать).

Если учитывать все эти требования, то оптимальным решением станет выбор светодиодных ламп. Они по уровню света приравниваются к лампам накаливания, но потребляют значительно меньше электроэнергии и служат по несколько лет. По сравнению с энергосберегающими люминесцентными лампами светодиодные   аналоги отличаются более компактной формой и приятным свечением.   Теперь необходимо сделать расчет освещенности помещения светодиодными лампами, чтобы вычислить, сколько и какой мощности ламп необходимо для достаточного освещения.

Светодиодные лампы

Устанавливать светодиодные лампочки в натяжной потолок специалисты рекомендуют в тех помещениях, которые не могут похвастаться большой площадью. Они хорошо смотрятся в интерьере любой комнаты, кухни или ванной. Популярность объясняется их многочисленными преимуществами: минимальным потреблением электроэнергии, долговечностью, простотой монтажа и обслуживания, высоким качеством. Встраиваемые светодиоды легко устанавливаются в натяжном потолке, отличаются аккуратностью и малозаметностью. Плюс к этому, стабильное и ровное освещение дает возможность создать идеальные условия, как для выполнения различной работы, так и для отдыха.

Достоинства светодиодных ламп:

• длительный срок службы – более 100 тысяч часов непрерывной работы, что в сотню раз больше, чем время эксплуатации обычных ламп накаливания;
• естественный спектр освещения;
• возможность регулирования контрастности и направления света, большая четкость освещаемого участка; с их помощью можно освещать именно ту область помещения, которую нужно;
• светодиодные лампочки для натяжных потолков отличаются экономностью. потребляют на 70% меньше электроэнергии. Также экономия заключается в отсутствии больших расходов, связанных с заменой ламп. Поскольку они долго служат, частые замены их не требуются.

Что касается недостатков светодиодных лампочек, то к ним можно отнести разве что немалое выделение тепла и довольно высокую стоимость.

Натяжные потолки с лампочками имеют свои особенности

Прежде всего, следует уделить внимание их мощности. Так, лампы накаливания должны иметь данный параметр не более 40-60 Вт, а галогенных лампочек — составлять 30-35 Вт

Использование более мощных источников света приводит к тому, что корпус светильников сильно нагревается, а это не самым лучшим образом влияет на натяжной потолок.

При установке осветительных приборов на уровне потолочной конструкции, в месте будущего ставят держак, который прикрепляют к потолку. Особенности конструкции закладных держателей зависят от размеров и типов лампочек.

В настоящее время выбор не ограничен одними лампами накаливания. Возможность использования нескольких типов светильников позволяет экспериментировать с освещением, подчеркивая красоту не только потолка, но и всего интерьера помещения.

Натяжной поток – это не только прекрасная ровная поверхность, привлекательный внешний вид и удобная для ухода поверхность. Это еще прекрасная возможность воспользоваться встроенным освещением! Поэтому выбор светильников для натяжного потолка должен быть сделать со знанием всех тонкостей этого дела. Позвольте себе пофантазировать, какое потолочное освещение Вы хотели бы увидеть в своем потолке, а дальше останется только найти идеальные материалы для воплощения идеи в жизнь.

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.

Параметры, определяющие показатель светового потока и его расчет

Луч состоит из потока частичек – фотонов. Когда эти частички попадают человеку в глаза, возникают определенные зрительные ощущения. Чем больше фотонов попало на сетчатку глаза в определенный промежуток времени, тем более освещенным кажется нам предмет. Таким образом, лампы испускают световой поток из фотонов, которые, попадая в глаза, позволяют нам хорошо видеть предметы перед собой.

Глаз человека реагирует на количество попадающих на него фотонов

К сожалению, чем дольше лампочка используется, тем меньшую яркость она сможет давать. Ухудшить показатель освещенности может также сама лампа, ведь часто потери зависят от качества материала лампы. Самые большие потери светового потока наблюдаются у газоразрядных источников, у люминесцентных ламп эти потери могут составлять 20–30%, у ламп накаливания – 10–15%. Светодиодные лампы обладают наибольшей светоотдачей – световые потери составляют менее 5%.

Чтобы перевести в люмены световой поток лампы, используйте средние значения светоотдачи:

• для диодных изделий умножьте мощность на 80–90 лм/вт для лампочек с матовой колбой и получите светопоток;
• для диодных филаментных (прозрачные изделия с желтыми полосками) умножайте энергопотребление на 100 лм/вт;
• люминесцентные энергосберегающие лампы умножайте на 60 лм/вт;
• для лампы ДНаТ это значение будет 66 лм/вт для 70W; 74 лм/вт для 100W, 150W, 250W; 88 лм/вт у 400W;
• для дуговой ртутной лампы множитель будет 58 лм/вт;
• лампа накаливания мощностью 100 Вт дает поток примерно 1 200 люмен. Если мощность уменьшить до 40 Вт, поток достигнет 400 лм. А вот лампочка в 60 ватт имеет показатель около 800 лм.

Если необходимо точно определить световой поток, понадобится прибор люксометр. С его помощью можно вычислить, какой световой поток будет в выбранных точках помещения по известной методике.

Люксометр

Один люкс соответствует определенному световому потоку, попадающему на освещаемую поверхность площадью в один квадратный метр. Определить приблизительное значение светового потока, создаваемое определенным источником, можно, воспользовавшись формулой:

Ф = Е х S,
где S – это площадь всех поверхностей исследуемого вами помещения (в кв. метрах), а Е – это освещенность (в люксах).

Так если площадь поверхности 75 кв. метров, а освещенность 40 люкс, световой поток равен 3 000 люмен. Для точного расчета светового потока придется учитывать множество других пространственных факторов.

https://youtube.com/watch?v=qrLnsb3Lyy8

Если вы правильно, по всем параметрам подберете светодиодную лампу, при соблюдении всех требований завода-изготовителя она гарантированно прослужит долгие годы. В настоящее время наименее энергозатратные и обеспечивающие наибольшую освещенность изделия стоят недешево, но со временем они станут доступны всем потребителям.