Освещённость

Какие параметры учитывают при расчете освещенности светодиодными светильниками?

Как рассчитать количество светильников? Для этого используют специальную формулу, итоговый результат которой будет зависеть от отдельных параметров. Давайте подробно рассмотрим, какие факторы повлияют на расчет.

Нормы освещения

Для каждого типа помещения действуют свои нормы освещения. К примеру, в производственном цехе, где выполняют высокоточные работы, требуется больше света, чем в прихожей или санузле.

Нормы освещения в зависимости от типа помещения

Тип помещения	Свет, в люксах
офис	300-500
конференц-зал	200
кухня, спальня, зал для гостей	150
прихожая, кладовая, санузел	50
детская	200
библиотека или кабинет	300

Приведенные нормы освещения формируются в Люксах. Люкс — единица, созданная для сопоставления света прибора с 1 кв. м. площади. То есть, свет в 1 Люкс соответствует светимости в 1 Люмен на 1 м. кв. помещения.

Тип помещения

В нормах СНиП всегда будет присутствовать тип комнаты, для которой требуется подобрать осветительный прибор. Разумеется, в офисных помещениях, библиотеке и детской комнате создают более яркий свет. Коридоры, лестничная клетка, санузел не требуют повышенной яркости ламп.

Параметры помещения

Для выполнения расчетов понадобится узнать площадь комнаты. Рассчитывается она по формуле, известной нам со школьной скамьи: S= a*b, где S — площадь помещения (м. кв.), a — длина комнаты (м), b — ширина (м).

Кроме того, учитывают коэффициент поправки. Он формируется с учетом высоты потолка. Чем более высокой будет стена, тем значительнее будет рассеиваться свет на пути к подсвечиванию рабочих поверхностей и пола.

Мощность светодиодных светильников

Этот параметр подбирается после расчета освещения. Правильный выбор мощности осветительного оборудования обеспечит комфортные условия пребывания в помещении.

Как быть, если производитель не указал светимость led-ламп? Ориентируйтесь на следующую таблицу.

Соответствие мощности световому потоку

Мощность, Ватт	Величина светового потока, Люмен
3-4	250-300
4-6	300-450
6-8	450-600
8-10	600-900
10-12	900-1100
12-14	1100-1250
14-16	1250-1400

Тип рассчитываемого светильника

Существует несколько типов светодиодных светильников: точечные, промышленные, потолочные, уличные. Формула расчета освещенности каждого из них имеет свои отличия.

Алгоритм расчета

Расчет светового потока проводится достаточно просто. Формула предполагает всего 3 составляющих, которые перемножаются между собой.

Достаточно перемножить 3 параметра:

1. Норму освещения.
2. Площадь помещения.
3. Коэффициент поправки.

Пример расчета освещенности помещения

Необходимо подобрать led-светильник для кухни в 15 кв. м с высотой потолка 2,6 м. Какой мощности будет осветительный прибор?

Расчет

Норма освещения кухни — 150 Лк. Тогда световой поток составит показатель: 150*15*1= 2250 Люмен.

На основе таблицы соответствия мощности световому потоку выбираем количество лампочек и их мощность. К примеру, можно приобрести 2 лампы мощностью 12 Вт каждая или 4 лампы по 8 Вт каждая.

Как видите, расчет освещенности совершается по совершенно несложной формуле!

Главные характеристики света

Человек видит спектр цветов – малую часть диапазона электромагнитных волн. Его характеристики влияют на комфортность среды пребывания и самочувствие человека. Существует определение для одного из свойств – световой поток (Ф), который измеряют в люменах (лм). Мощность светового потока источника характеризует вызванное ощущение восприятия света. По его распределению для замкнутого пространства выделяют потоки света: прямого, рассеянного, отраженного. Чем больше света, тем выше число люменов.

Важно! Этот параметр не определяет интенсивность, яркость или производительность свечения, потому что учитывает весь рассеянный поток. Для того, чтобы измерить световой поток требуется много времени и при этом нужно учитывать пространственные характеристики явления

Основные характеристики светоизлучений

Главная характеристика источника – сила света (I), определяющая интенсивность излучения в направлении потока. Она вычисляется через частное светового потока (Ф) и телесного угла (ꭥ) в стерадианах (ср), внутри которого распределяется. В СИ единицу измерения силы света, кандела, обозначают кд, cd.

Телесный угол

Важно! Восковая свеча излучает с около одной канделы (от лат. candela), и ранее эта единица измерения называлась «свечой»

Величина кандел показывает световое излучение точечного источника света на самом интенсивном его направлении.

Покупатели ламп обычно оценивают яркость по мощности потребления (Вт) источника. При хорошей яркости получается четкое и контрастное видение предметов. Однако и слабый, и очень яркий свет неблагоприятен для деятельности человека. Яркость (L) определяется плотностью силы света в направлении поверхности и вычисляется делением I на площадь проекции на перпендикулярную поверхность (зависит от cos угла).

Измеряют показатель яркости (L) света в кд/м². Главной характеристикой восприятия светового ощущения глазами является яркость освещаемой поверхности или источника.

Единицы измерения света

Световая отдача (H) фиксирует экономичность преобразования электрической мощности в световую. При переходе от электрической энергии к световой появляются потери, что вызывает снижение показателей яркости излучения. Измеряют световую отдачу в люменах на ваттах. Можно вычислить световой поток, зная среднее значение световой отдачи.

Практичную светоотдачу имеют светодиодные лампы (потери менее 5%).

Важно! Существуют стандарты качества освещения для помещений, а также для растений или для животных. Освещенность характеризуется отношением светового потока к площади поверхности

Единицы измерения освещения

Интенсивность света: в чем измеряется?

Интенсивность света часто называют освещенностью, и она тоже имеет важное значение при выборе светильников и различных видов ламп. Запомнить, в чем измеряется интенсивность света, может даже ребенок, хотя здесь стоит учитывать некоторые нюансы

Если мы говорим о световом потоке, падающем на определенную поверхность, то измерять необходимо в люменах. А вот при желании выяснить степень освещенности предметов или поверхностей, говорить нужно о люксах.

Подобные тонкости часто пугают покупателей, которые где-то слышали, что свет измеряется в люменах, и недоумевают по поводу непонятных единиц измерения, указанных на упаковке от лампочки. Справиться с проблемой выяснения степени освещенности в помещении поможет весьма распространенный прибор — люксометр.

Единица измерения цветовой температуры.

Измеряется в Кельвинах (К) во всех областях, кроме фотографии. Для удобства работы фотографов ввели единицу измерения Миред (Майред).

Температура упоминавшегося абсолютно черного тела принята за 0 К. Тело полностью поглощает падающий на него свет. Если его разогреть до 500-1000°С, то оно станет красным (800-1300 К). Черное тело превратится в оранжевое (2000 К) при нагреве до 1700°С. Дальнейший нагрев превратит тело в желтое (2500 К), белое (5500 К) и голубое(9000 К). Впрочем, последнее возможно только в термоядерной реакции.

Появление цвета при нагреве абсолютно черного тела.

Все эти цвета встречаются в природе. Например, желтый цвет (2500 К) наблюдается при восходе солнца, а белый (5500 К) – когда оно в зените. На небе облачно? Тогда цветовая температура составит около 7000 К. К сумеркам она увеличивается еще на 1000 К. А ясное небо зимой имеет температуру около 15000 К.

Первым ученым, который начал изучать абсолютно черное тело, был Макс Планк. При его участии разработана цветовая модель XYZ  − диаграмма цветности.

Диаграмма цветности.

Кривая на рисунке – это кривая Планка. Она характеризует цветовую температуру цветов. Согласно этой кривой регулируются настройки фотоаппаратов, видеокамер, графических редакторов. Рассчитывают ЦТ целых сцен. Например, лесной пейзаж в солнечный день имеет температуру в 5500 К. Эта цифра, равная температуре дневного света, получается как среднее арифметическое от сумм отдельных цветов на фотографии.

Расчет ЦТ лесного пейзажа в солнечный день.

На закате солнца картинка будет другая.

Расчет ЦТ пейзажа на закате.

Последний пример – водный пейзаж в сумерках.

Расчет ЦТ пейзажа в сумерках.

Человеческий глаз видит не весь спектр цветов. Мы воспринимаем диапазон от 800К до 25000К. А интервал 4500К-5200К самый комфортный для человека, приближенный к естественному свету.

Что такое световой поток

В старые добрые времена, основным параметром по которому выбирали лампочку в прихожую, на кухню, в зал, была ее мощность. Никто никогда и не задумывался спрашивать в магазине про какие-то люмены или канделы.

Говоря простыми словами, световой поток – это количество света, которое дает светильник.

Однако не путайте световой поток светодиодов по отдельности, со световым потоком светильников в сборе. Они могут существенно отличаться.

Надо понимать, что световой поток это всего лишь одна из множества характеристик источника света. Причем его величина зависит:

от мощности источника

Вот таблица этой зависимости для светодиодных светильников: 

А это таблицы их сравнения с другими видами ламп накаливания, люминесцентных, ДРЛ, ДНаТ: 

Однако есть здесь и нюансы. Светодиодные технологии до сих пор еще развиваются и вполне возможен вариант, когда светодиодные лампочки одинаковой мощности, но разных производителей, будут иметь абсолютно разные световые потоки.

Просто некоторые из них ушли более вперед, и научились снимать с одного ватта больше люмен, чем другие.

Кто-то спросит, для чего нужны все эти таблицы? Для того, чтобы вас тупо не обманывали продавцы и производители.

На коробочке красиво напишут:

мощность 9Вт

светопоток 1000Лм

аналог лампы накаливания 100Вт

Но с такой мощностью вам и близко не будет хватать прежнего света. Начнете ругаться на светодиоды и технологии их несовершенства. А дело то оказывается в недобросовестном производителе и его товаре.

от эффективности

То есть, насколько эффективно тот или иной источник преобразует электрическую энергию в световую. Например, обычная лампа накаливания имеет отдачу 15 Лм/Вт, а натриевая лампа высокого давления уже 150 Лм/Вт. 

Получается, что это в 10 раз более эффективный источник, чем простая лампочка. При одной и той же мощности, вы имеете в 10 раз больше света!

Измеряется световой поток в Люменах – Лм.

Что такое 1 Люмен? Днем при нормальном свете, наши глаза больше всего чувствительны к зеленному цвету. К примеру, если взять два светильника с одинаковой мощностью синего и зеленого цвета, то для всех нас более ярким покажется именно зеленый.

Длина волны зеленого цвета равна 555 Нм. Такое излучение называется монохроматическим, потому что содержит в себе очень узкий диапазон.

Конечно, в реалии зеленый дополняется и другими цветами, чтобы в итоге можно было получить белый.

Но так как чувствительность человеческого глаза максимальна именно к зелени, то и люмены привязали к нему.

Так вот, световой поток в один люмен, как раз таки и соответствует источнику, который излучает свет с длиной волны 555 Нм. При этом мощность такого источника равняется 1/683 Вт.

Почему именно 1/683, а не 1 Вт для ровного счета? Величина 1/683 Вт возникла исторически. Изначально, основным источником света была обычная свечка, и излучение всех новых ламп и светильников как раз таки и сравнивались со светом от свечи.

В настоящее время эта величина 1/683 узаконена многими международными соглашениями и принята повсеместно.

Это напрямую влияет на зрение человека.

Как рассчитывается

На бытовом уровне самое простое определение силы света – это яркость лампочки. Чем она мощнее, тем больше показатель, но как было указано выше, показатель во многом зависит от угла, в пределах которого распространяется световой поток.

То есть, сила света зависит не от мощности лампочки, а от угла распределения. Чтобы было понятнее, можно рассмотреть пример с фонариком. В моделях с галогеновыми лампочками обычно используют вариант с мощностью около 30 Вт. Если просто подключить такую лампу в темной комнате, то она осветит ее, но качество освещения будет далеко от идеального.

Несложное разъяснение основных понятий с формулами.

Но если поместить лампочку в отражатель, ограничивающий распространение освещения, то он не будет распространяться во все стороны, а сконцентрируется в одном направлении. Сила света многократно возрастет и она будет тем выше, чем уже угол распространения.

То есть, при грамотном использовании отражателей или концентрации светового потока на ограниченном пространстве можно использовать менее мощные лампочки, но при этом добиться лучшего качества освещения.

Рассматриваемый показатель никогда не указывается на упаковках с лампочками, так как ее невозможно определить заранее. Все зависит от того, какой плафон будет использоваться и на какую площадь будет распространяться освещение. Поэтому рассчитывать нужно исходя из типа светильника и мощности установленных в него лампочек.

Так как нормы освещенности для дома чаще всего даются в таких единицах как люкс, нужно помнить, что люкс – это 1 люмен, деленный на квадратный метр.

Основные требования к освещению рабочего места

Независимо от того, о какой именно разновидности рабочего места идет речь, следует учесть несколько важных правил.

Во-первых: освещенность помещения должна быть достаточной для того, чтобы обеспечить комфортные условия работы сотрудников.

Во-вторых: поскольку мощность, яркость и цветовая гамма освещения прямо влияет на состояние здоровья человека, безопасности жизнедеятельности следует уделить особое внимание. В-третьих: возможность ручной или автоматической регулировки угла наклона и мощности света станет весомым подспорьем в реализации первого и второго правила

В-третьих: возможность ручной или автоматической регулировки угла наклона и мощности света станет весомым подспорьем в реализации первого и второго правила.

Последнее достигается установкой ручного регулятора, либо системой с инфракрасными датчиками освещенности.

Какие лампы выбрать для освещения рабочего места?

Приведенный ниже перечень осветительных приборов расставлен в соответствии с положительными характеристиками и полезными свойствами. Соответственно первый из представленных источников электрического света – лучшее решение для освещения рабочих мест.

1. светодиодное освещение
2. люминесцентные (энергосберегающие) лампы
3. галогенные лампы
4. лампы накаливания

Светодиодное освещение наиболее приоритетно, поскольку превосходит конкурентов по ряду экономических и практических особенностей. Более подробно об этой технологии можно прочитать в статье “Светодиодное освещение от А до Я”.

Галогенные лампы прекрасно справляются с поставленной задачей и отличны хорошими показателями передачи цветовой гаммы. Проблема осветительного прибора заключается в том, что лампы быстро и сильно нагреваются.

Оптимальное освещение рабочего места, как определить?

Общая формула расчета довольно проста. За величины принимаются мощность потока света и площадь. Для получения КО (коэффициента освещенности), необходимо первое разделить на второе.

Св. поток (Ватт)

Осв. =Площадь (кв.м)

Пропорционально увеличению площади, уменьшается КПД потока света.

Прочие величины и формулы, раскрывающие соответствие стандартам и нормативам распределения света на рабочем месте сотрудника определены в регламентирующем документе.

Освещение рабочего места за персональным компьютером, особенности

Длительная работа за ПК неизбежно приводит к постепенному падению остроты зрения

Для того, чтобы предельно замедлить этот процесс, приведем несколько базовых советов, на которые следует обратить Ваше особое внимание:

• Организация рабочего места при работе за компьютером требует особой внимательности, поскольку помимо общего и индивидуального света, глаза сотрудника подвержены дополнительной нагрузке под воздействием монитора.
• Расположение окна, источника естественного освещения должно находиться сбоку от рабочего места.
• Искусственное освещение помещения должно сопровождаться дополнительным индивидуальным в случае, если естественного освещения недостаточно или в ночное время суток.
• Направление луча индивидуального освещения должно быть направленным, распределяться по столу равномерно. Не создавать бликов на экране монитора.
• Источник дополнительного света на рабочем месте следует расположить справа от монитора.
• Коэффициент естественного освещения должен быть выше 1,2%
• Средний показатель освещенности 300 lx и более.

Освещение рабочего места, обобщенный стандарт

Сведения, относительно рекомендованных и обязательных стандартов освещенности рабочего места определены в ГOCT P 55710-2013

1. Равномерность освещенность 0.10 и более для зоны периферии – для стен установлено минимальное значение освещенности в 50 lx, а для потолка – 30 lx.
2. Равномерность освещенность 0.40 и более для зоны окружения (непосредственного) – для стен установлено минимальное значение освещенности в 200 lx, а для потолка – 120 lx.
3. Средний показатель освещенности не менее 200 lx

Что такое освещенность

Многие путают освещенность с яркостью ламп, но это неправильно. Один и тот же осветительный прибор может создавать разные уровни освещенности, в зависимости от площади помещения, высоты расположения лампы, угла ее наклона.

Яркость, или световой поток, измеряют в люменах. Этот показатель есть на упаковке осветительного прибора, но, к сожалению, он не всегда достоверен. Поэтому для выбора энергосберегающей лампы имеет смысл взять с собой в магазин компактный люксметр RADEX LUPIN. Этот же прибор поможет измерить освещенность вашего рабочего места и комнат дома. Параметр отражает количество люменов светового потока, которое приходится на 1 кв. м поверхности

Очень важно не допускать несоответствия его установленным нормам

Точные значения параметра в цифрах

Согласно СанПин нормы освещенности на рабочем месте должны выдерживать следующее:

• если требуется высокая точность при зрительной работе, а минимальный размер объекта распознавания составляет 0,3-0,5 мм, потребуется:
  • нормы искусственного освещения: при комбинированном свете — 2000-400 лк, при свете общего типа — 500-200;
  • для естественного: при верхнем либо комбинированном варианте — 5 %, при боковом варианте — 2 %;
  • нормированные показатели для комбинированного освещения: при верхнем либо комбинированном освещении — 3 %, при боковом освещении — 1,2 %;
• если требуется средняя точность при зрительное работе, а минимальный размер объекта -0,5-1:
  • для искусственного типа: при комбинированном варианте — 750-300 лк, при варианте общего типа — 300-150;
  • норма освещенности при естественном типе: при верхнем либо комбинированном варианте — 4 %, при боковом варианте — 1,5 %;
  • для комбинированного освещения: при верхнем либо комбинированном освещении — 2,4 %, при боковом освещении — 0,9 %;
• если требуется низкая точность при зрительной работе, а минимальный размер объекта 1-5:
  • нормы освещения для искусственного типа: при комбинированном варианте — 300-200 лк, при варианте общего типа — 200-100;
  • естественное освещение: при верхнем либо комбинированном освещении — 3 %, при боковом освещении — 1 %;
  • для комбинированного освещения: при верхнем либо комбинированном освещении — 1,8 %, при боковом освещении — 0,6 %;
• при общем наблюдении: искусственное освещение (75-30 лк), верхнее либо комбинированное естественное (1 %), боковое естественное (0,3 %), верхнее либо комбинированное освещение комбинированного типа (0,7 %), боковое комбинированного типа (0,2 %).

Это рекомендованные значения, приводящие к оптимальному КЕО, которые требуется соблюдать, когда организуется освещение помещений. Стоит учитывать особенности конкретного помещения, его специфику для корректной освещённости рабочего места. В зависимости от них или от рекомендаций отраслевых актов, которые регламентируют вопросы данного параметра, может потребоваться провести дополнительные работы, которые обеспечат иные показатели.

Что такое люмен и люкс

Любой источник света можно охарактеризовать силой излучаемого света. В международной метрической системе она измеряется в канделах (кд). Производной от канделы является величина, характеризующая непосредственно световой поток, — люмен, сокращенно — лм.

Световая отдача в конкретных цифрах описывает эффективность преобразования электрической энергии в световую и характеризует экономичность лампы. Чтобы получить только люмены, необходимо значение в лм/Вт умножить на значение мощности изделия в ваттах. Например, светоотдача 100-ваттной лампы накаливания составляет 15 лм/Вт. Значит теоретически она испускает свет в 1500 лм. В реальности всегда происходят потери в светосиле. В первую очередь, это обусловлено материалом самой лампы.

Рассмотрение движения световых волн в пространстве неизбежно приводит к возникновению понятия освещенности, потому что свет не светит сам в себя, он всегда направлен наружу от источника и делает другие предметы видимыми для человеческого глаза. Очевидно, что при этом он падает на поверхность определенной площади, отчего она становится освещенной.

Люкс — это единица измерения освещённости. Если световой поток в 1 люмен перпендикулярно и равномерно падает на участок поверхности единичной площади (1 м²), ее освещенность составит 1 люкс.

Абсолютное значение освещенности в люксах будет всегда кратно меньше значения светового потока в люменах для каждого конкретного источника света, так как связь между этими величинами обратно пропорциональна. Чем больше освещаемая площадь, тем характеристики освещенности хуже. Так, например, лампа накаливания в 1500 лм, помещенная в непрозрачный куб с площадью грани в 1 м², строго в его центре, то есть равноудаленно от всех его сторон, будет освещать всего 6 м² (4 боковые стороны по 1 м², 1 нижняя + 1 верхняя). Значит освещенность внутри такого куба составит:

1500 лм /6 м² = 250 лк.

Теперь пусть та же самая лампочка в люстре освещает квадратную — для удобства подсчета — комнату с длиной стены в 4 м. Это будет тот же куб с площадью каждой грани в 16 м², а общая площадь составит 96 м². При этом для чистоты подсчета лампочку следует подвесить в центре комнаты на отметке в 2 м от пола и потолка. Тогда освещенность в каждой точке комнаты составила бы:

1500 лм/96 м² = 15,625 лк.

На практике так никто не делает, максимальная длина подвеса люстры составляет всего 0,5 м. Ориентируясь на визуальные ощущения, человек почувствует, что непосредственно под лампочкой света больше, чем в углах комнаты, а лучше всего освещена небольшая площадь на потолке в месте крепления светильника при условии, что его конструкция открыта сверху.

В быту, кроме светосилы, на освещенность поверхности влияют следующие факторы:

• расстояние до источника света;
• расположение источника света;
• его форма;
• угол падения света (поворот и наклон цоколей);
• кривизна самой поверхности;
• изменение пространственных характеристик;
• отражающие свойства поверхности (например, черную бархатную поверхность и зеркала следует освещать по-разному).

Поэтому на практике теоретические подсчеты бесполезны, и для измерения освещенности пользуются люксметром.

Величина пульсаций

Известно, что практически все осветительные приборы излучают неравномерный световой поток, характеризующийся наличием небольших пульсаций. Данный эффект незаметен для обычного глаза, что не означает отсутствия его влияния на человеческое зрение. Опасность таких пульсаций заключается в том, что они не ощущаются напрямую, а косвенно воздействуют на психику человека. Это воздействие проявляется в виде пропадания сна, ощущения слабости в организме, а также в депрессии и определённом дискомфорте.

Для понимания того, что такое коэффициент пульсаций, достаточно знать, что он характеризует изменение светового потока, приходящегося на единицу площади за определённое время.

Для его расчета применяется очень простая формула, согласно которой нужно из максимальной величины освещённости в люксах (Лк) вычесть минимальное её значение и привести эту разницу к единице времени. После этого полученный результат делится на среднее значение этого параметра, а затем умножается на 100%.

Для случая специального освещения, используемого в режиме проведения протяжённых по времени зрительных операций, этот показатель не должен быть более 5%. Причём в составе сигналов пульсаций обычно учитываются гармоники с частотой до 300 Гц, поскольку более высокий диапазон не воспринимается глазом человека и никак не воздействует на его психику.

Измерение коэффициента пульсаций

Для измерения величины и частоты пульсаций используются достаточно простые и надёжные в эксплуатации светочувствительные приборы, относящиеся к группе пульсометров.

Пользуясь такими измерителями, можно определять следующие характеристики:

• Уровень светимости излучающих поверхностей (мониторов, например) и других устройств искусственного света;
• Степень освещённости того или иного объекта в границах обследуемого помещения;
• Незаметные для глаза световые пульсации люстр и других бытовых приборов.

Принцип действия пульсометров и люксметров основан на применении того же фотоэлемента, реагирующего на изменения интенсивности светового потока с определённой частотой.

В заключение отметим, что все рассмотренные ранее характеристики должны измеряться с учётом окружающей обстановки. При этом необходимо иметь в виду, что на величину исследуемых параметров существенное влияние оказывает отражённый свет.

Перечень основных единиц измерения

На отечественном рынке представлена продукция производителей из разных стран, что объясняет определенную путаницу в терминах. Ниже приведены популярные единицы измерения освещенности совместно с формулами пересчета значений. Эти сведения пригодятся для корректного сравнительного анализа технических характеристик различных светильников.

Что такое «кандела»

Это классическая единица измерения освещенности. Канделой называют силу света в одну «свечу» (candela лат.), который излучает источник монохроматического излучения с рабочей частотой 540*1012 Герц. Энергетический потенциал такого потока составляет 1/680 Ватт на стерадиан (ст).

К сведению. Стерадианом называют телесный угол, который вырезает конусный луч на поверхности при размещении точечного источника в центре сферы. Угол раскрытия составляет приблизительно 65,5°.

Следует отметить! Приведенная частота соответствует зеленому цвету. Этот диапазон человеческий глаз способен фиксировать даже при минимальной интенсивности излучения. При работе с иными частями спектра делают необходимые коррекции.

Люмены и люксы

В люменах измеряют световой поток. Один лм создает точечный источник, который генерирует силу света в 1 канделу. Луч формирует раскрытие на 1 стерадиан. Объединяющая формула:

1лм = 1 кд * 1 ср.

Люкс, в свою очередь, равен яркости, которую создает на одном кв. метре ровной поверхности световой поток 1 люмен.

Люксы и люмены

Этот рисунок наглядно демонстрирует, что измеряется в лк и лм. Рядом показано изменение освещенности и размеров рабочей площади при разных положениях источника. Увеличение расстояния расширяет зону с одновременным уменьшением яркости светового пятна, которую определяют в люксах. Люмены нужны для оценки параметров светильника.

В реальных условиях проверяют пути прохождения лучей. Так, в пустом выставочном зале препятствия отсутствуют. Однако условия существенно изменяются после установки торговых стеллажей. Чтобы обеспечить видимость продукции на полках, приходится увеличивать мощность светильников либо выбирать оптимальные места крепления.

Освещение в супермаркете

Чтобы упростить расчеты, современные пользователи применяют специализированное программное обеспечение. С его помощью моделируют различные варианты размещения осветительных приборов с учетом расположения мебели, размеров оконных проемов, других важных факторов.

Люмен и ватт

Ранее рядовые потребители не задумывались о том, в каких единицах измеряется освещенность

При посещении магазинов обращали внимание только на Ватты. Однако в наши дни стандартная маркировка содержит необходимые для объективной оценки данные

Дело в том, что потребляемая мощность расходуется с разной эффективностью. Значительная часть излучения классических ламп накаливания расположена в невидимом инфракрасном диапазоне спектра. Дополнительным недостатком является паразитный нагрев, который увеличивает затраты на поддержание комфортных условий в летний период. Высокотемпературное воздействие быстро разрушает прочнейшие вольфрамовые нити.

Менее критичные рабочие режимы созданы изобретателями газоразрядных ламп. Эта особенность объясняет продление срока службы. Основные недостатки:

• хрупкая конструкция;
• раздражающие и утомляющие пульсации;
• необходимость особой утилизации ядовитых люминофоров.

Самые лучшие показатели обеспечивают современные светодиодные приборы. Они отличаются:

• высокой яркостью при минимальном потреблении энергии;
• гармоничным распределением спектра;
• долговечностью, устойчивостью к механическим и другим внешним воздействиям.

Сравнение ламп разных типов

При одинаковой освещенности светодиодный прибор потребляет в 10-12 раз меньше электроэнергии, по сравнению с лампами накаливания. С учетом реального срока службы и сниженных эксплуатационных расходов инвестиции в новые изделия будут экономически целесообразными.

Кратные единицы люмена

Для удобства, кроме целых, применяют кратные значения измеряемых величин по стандарту СИ. К базовому наименованию добавляют приставки, которые обозначают соответствующую степень:

• кило – 103;
• мега – 106;
• гига – 109.

Нормируемые показатели искусственного освещения помещений жилых зданий

В данном пункте справочно приведем данные из СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03, а также рассмотрим группировку ламп освещения по мощности и типу.

Нормы искусственного освещения: 

Помещения	Освещенность рабочих поверхностей, Лк
1) Жилые комнаты, гостиные, спальни	150
2) Жилые комнаты общежитий	150
3) Кухни, кухни-столовые	150
4) Детские	200
5) Кабинеты, библиотеки	300
6) Внутриквартирные коридоры, холлы	50
7) Кладовые, подсобные	30
8) Гардеробные	75
9) Сауна, раздевалки	100
10) Бассейн	100
11) Тренажерный зал	150
12) Биллиардная	300
13) Ванные комнаты, уборные, санузлы, душевые	50
14) Помещение консьержа	150
15) Лестницы	20
16) Поэтажные внеквартирные коридоры, вестибюли, лифтовые холлы	20
17) Колясочные, велосипедные	20
18) Тепловые пункты, насосные, электро-щитовые, машинные помещения лифтов, венткамеры	20
19) Основные проходы технических этажей, подполий, подвалов, чердаков	20
20) Шахты лифтов	5

Значения светового потока ламп разной мощности и типа:

Световой поток, Лм	Лампа накаливания, Вт	Галогеновая лампа, Вт	Люминесцентная лампа, Вт	Светодиодная лампа, Вт
400	40	29	10 — 13	4 — 5
750	60	43	15 — 16	6 — 9
900	75	53	18 — 20	10 — 12
1200	100	72	23 — 30	13 — 15
1800	150	150	40 — 50	18 — 20

Подведем краткий итог. Выбрав простой способ расчета освещения по нормам освещенности, для определения нужного количества ламп вам достаточно использовать представленные табличные данные и формулу освещенности 1 Лк = 1 Лм ⁄ 1м². Соответственно требуемое количество ламп для помещений с высотой потолков от 2,5 до 2,7 метров = (освещенность по норме, Лк × площадь помещения, м²) ⁄ световой поток одной лампы, Лм.

Сила света основных источников

Для выбора лампочки в бытовых условиях нет смысла углубляться в физические величины и использовать люксметры для проверки освещения в комнатах. Гораздо проще исходить из требований к помещению и необходимой силы света в той или иной ситуации. Если сопоставлять разные решения, можно сделать такие выводы:

Лампы накаливания – традиционные варианты, которые до сих пор многие берут за эталон при сравнении с другими разновидностями. Так как свечение происходит за счет нагревания вольфрама, то поверхность сильно нагревается независимо от мощности. Мы берем вариант мощностью в 75 Ватт в качестве образца. В остальных типах мощность будет сопоставимой с этим значением. Такая лампочка дает световой поток в 700 Люмен.

Галогенные лампы – усовершенствованное решение, в котором также используется нить накала. Но за счет наполнения особыми газами и использования специального кварцевого стекла качество освещения у этого варианта выше. При показателе мощности в 50 Ватт он обеспечивает световой поток в 800 Люмен. Это пример того, как ограничение угла распространения света существенно увеличивает его силу.

Люминесцентные лампы дают качественный свет и при этом нагреваются намного меньше, что делает их безопаснее в быту. При мощности в 15 Ватт они обеспечивают показатель в 800 Люмен, что позволяет освещать помещение экономнее

При этом яркость на порядок лучше, что немаловажно, так как влияет на качество освещения.

Светодиодные варианты. В них мощность света по отношению к потребляемой энергии самая высокая на сегодня

При энергопотреблении в 7 Ватт источник дает световой поток в 660 Люмен. При это стоит отметить и отличное качество освещения, оно равномерное и может иметь разную цветовую температуру, что важно при выборе подходящего варианта для гостиной, кухни или спальни.

Наглядное сравнение основных разновидностей ламп, используемых в быту с обозначением главных показателей.