Способы расчета освещенности помещения

Как обеспечить достаточное количество света в той или иной комнате или помещении? Что лучше, одна люстра или несколько светильников? Какой мощности лампы поставить в эти светильники? Многие задаются этими вопросами, при выборе осветительных приборов или источников света. Ответ на них может дать только  расчет освещенности помещения. 

В первую очередь, расчет освещенности необходим для создания достаточной освещенности помещения, что обеспечивает комфортные условия для отдыха или работы. Недостаток или чрезмерность освещения вызывает напряжение глаз, быструю утомляемость и дискомфорт, что со временем может повлиять на состояние здоровья человека. Идеальным освещением для наших глаз является естественный природный свет, поэтому основной задачей расчета освещенности является максимальное приближение искусственного света к естественному.

Первым, с чем мы сталкиваемся в вопросе освещения помещения – это какие осветительные приборы для него выбрать. На самом деле, нет разницы между выбором люстры или некоторого количества светильников – оба варианта могут создать достаточную освещенность помещения. Все зависит от вашего вкуса, предпочтений, дизайна и типа интерьера. А вот какой мощности поставить лампы в эту люстру или светильники? Это как раз и является основным вопросом, ведь именно от этого и будет зависеть достаточность света в комнате.

Как считать? Первый способ.

Первый способ расчета является немного упрощенным и имеет погрешность в результатах, однако позволяет дать примерные показатели по необходимому освещению, а самое главное - делается этот расчет довольно быстро.

В качестве примера рассчитаем освещенность гостиной длиной 5м, шириной 3,5м и высотой потолка 2,70м. Для освещения была выбрана люстра на 8 ламп.

Итак, для начала необходимо рассчитать совокупную величину светового потока в помещении. Для этого используем формулу:

Фл = Ен * S * z где,

Ен - норма освещенности объекта,

S – площадь помещения в метрах,

z - поправочный коэффициент на высоту потолков.

Теперь, давайте ознакомимся со всеми необходимыми для расчета данными по порядку.

Норма освещенности

Показатель нормы освещенности является установленной величиной, которая прописана в специальных нормах освещения, регламентированных соответствующими службами. Она устанавливается в зависимости от типа помещения. Таблицы для определения нормы освещенности любого типа помещения можно посмотреть тут.

Для гостиной данная норма составляет 150Лк. Подставим этот показатель в нашу формулу, и она примет такой вид: Фл = 150 * S * z

Площадь помещения

Площадь помещения вычисляем обычной математической формулой:

Площадь помещения = Длина помещения*Ширина помещения

В нашем случае площадь помещения составляет 17,5м2 ( 5м*3,5м).

Подставим этот показатель в нашу формулу и она примет такой вид: Фл = 150 * 17,5 * z

Поправочный коэффициент

Этот коэффициент применяется в помещениях, где требуется освещенность больше, чем нормируемая минимальная. Например, там, где планируется выполнение точной зрительной работы. Для светодиодных ламп коэффициент составляет 1,1.

Подставим этот показатель в нашу формулу и получим итоговый показатель совокупной величины светового потока в помещении: Фл = 150 * 17,5 * 1,1 = 2888Lm

Итог

Теперь, зная рассчитанный показатель и количество ламп в люстре, мы можем определить, лампы какой мощности нам нужны:

2888Lm/8ламп  = 361 Lm на 1 лампу.

Таким образом, для данной комнаты можно использовать лампы Feron® LB-720 4W или LB-745 4W.

Однако такой способ расчета имеет погрешность, поэтому на практике рекомендуется умножать полученный результат в 1,5-2 раза. Скорректированный показатель в 542-722Lm на 1 лампу будет более точным и достаточным.

Второй способ расчета – более сложный и точный.

Как считать?

Для второго варианта расчета освещенности нужно воспользоваться несколькими формулами, таблицами и собственными математическими навыками.

Итак, расчет освещенности помещения производится по формуле:

Фл = (Ен * S * k * z) / (N * η * n) где,

1. Фл – световой поток лампы

2. Ен – норма освещенности

3. S – площадь помещения

4. k - коэффициент запаса

5. z – поправочный коэффициент

6. N – количество светильников

7. η – коэффициент использования светового потока

8. n – число ламп в светильнике.

Для примера расчета будем использовать то же помещение, что и в первом способе расчета. Уточним его некоторыми данными: гостиная имеет белый крашенный потолок, стены со светлыми однотонными обоями и пол из ламината серого цвета.

Теперь, давайте ознакомимся со всеми необходимыми для расчета данными по порядку.

Норма освещенности

Норма освещенности для гостиной остается прежней - 150Лк. Подставим этот показатель в нашу формулу и она примет такой вид: Фл = (150 * S * k * z) / (N * η * n)

Площадь помещения

Площадь так же остается прежней - 17,5м2 ( 5м*3,5м).

Подставим этот показатель в нашу формулу и она примет такой вид: Фл = (150 * 17,5 * k * z) / (N * η * n)

Коэффициент запаса

Коэффициент запаса зависит от степени загрязненности помещения. Коэффициент запаса учитывает запыленность помещения, а также снижение светового потока ламп в процессе эксплуатации. Значения коэффициента k для светодиодных ламп приведены в таблице:

Помещения

Примеры помещений

Коэффициент запаса k

 

 

Светодиодные светильники УСС

Запыленность свыше   5 мг/м3

Цементные заводы, литейные цеха и т. п.

1,5

Дым, копоть 1-5 мг/м3

Кузнечные, сварочные цеха и т. п.

1,3

Менее 1 мг/м3 
Значительная концентрация паров кислот и щелочей

Инструментальные, сборочные цеха 
Цеха химических заводов, гальванические цеха

1,5

Запыленность значительно менее 1 мг/м3, отсутствие паров кислот и щелочей

Жилые, административные и офисные и т.п. помещения

1

 

Мы делаем расчет для жилого помещения, поэтому выбираем коэффициент запаса = 1.

Подставим этот показатель в нашу формулу и она примет такой вид: Фл = (150 * 17,5 * 1 * z) / (N * η * n)

Поправочный коэффициент

Поправочный коэффициент, так же как и в первом способе расчета составляет 1,1.

Подставим этот показатель в нашу формулу и она примет такой вид: Фл = (150 * 17,5 * 1* 1,1) / (N * η * n)

Коэффициент использования светового потока

Для определения этого показателя нужно выполнить две вещи: рассчитать индекс помещения и таблицы для определения коэффициента использования.

Индекс помещения вычисляется по формуле:

 i=S/(A+B)*h,

 где S - площадь помещения в м2, A и B - длина и ширина помещения, h - расстояние между светильником и поверхностью, на которой рассчитываем освещенность (стол или пол).

В нашем случае индекс помещения составляет i=5*3,5/(5+3,5)*2,7 = 0,76

Зная индекс помещения, необходимо выбрать из таблиц коэффициент использования. При выборе данного коэффициента нужно ориентироваться на тип осветительного прибора и данные о дизайне комнаты. В дизайне помещения нас интересуют три вещи: оттенки пола, потолка и стен в формате белый - светлый - темный - серый - черный. Например, бежевые стены будут относиться к светлым, красные, вишневые, коричневые -  к темным. Эти оттенки называются коэффициентом отражения (Р) и выражаются в процентном соотношении следующим образом:

70% - белый

50% - светлый

30% - серый

10% - темный

0% - черный

Можно использовать стандартные сочетания оттенков:

Светлое помещение: 70%, 50%, 30%

Стандартное помещение: 50%, 30%, 10%

Темное помещение: 30%, 10%, 10%

Комната из нашего примера имеет:  потолок - белый крашенный, т.е коэффициент отражения 70%; стены – обои светлые, однотонные, т.е коэффициент отражения 50%; пол – ламинат серого цвета, т.е коэффициент отражения 30%. Таки образом получаем как раз стандартное сочетание для светлого помещения 70%, 50%, 30%.

Обладая всеми этими данными, мы наконец можем определить коэффициент использования светового потока из специальных таблиц. Есть несколько таких таблиц, в зависимости от типов осветительных приборов:

Поскольку мы выбрали люстру, то используем таблицу с данными для светильников с косинусным распределением светового потока. Зная, что индекс помещения у нас 0,76 и это светлое помещение(70%, 50%, 30%) видим, что коэффициент составляет 0,54.

Итог

Подставим все имеющиеся показатели в нашу формулу и получим итоговый расчет освещенности:

Фл = (150 * 17,5 * 1* 1,1) / (1 * 0,54 * 8) = 2887,5/4,32 = 668Lm, т.е каждая лампа в нашей люстре должна иметь световой поток не менее 668Lm. Таким образом, для освещения такой комнаты наиболее подходят лампы Feron® LB-195 7W или LB-197 7W.

По такому же принципу можно рассчитать мощность ламп для точечных светильников или мощность светодиодных светильников. Если мы, к примеру, решили заменить люстру на 10 встраиваемых светодиодных  светильников по периметру комнаты, то используя формулу, получим световой поток каждого светильника в 535Lm.