Расчет освещенности самостоятельно: формулы и примеры

Расчет освещения по удельной мощности

Метод расчета освещенности по удельной мощности является одним из упрощенных вариантов расчета освещенности с применением коэф-фициента использования.

Удельная мощность осветительной установки определяется: (12)

где РЛ — мощность одной лампы, Вт;

N — число ламп;

F — площадь, освещаемого помещения, м2.

Приняв удельную мощность в соответствии с заданными условиями, можно определить расчетное значение требуемой мощности одной лампы:

( 13)

по которому выбирается лампа ближайшей стандартной мощности.

В табл. 3.1-3.10 приводятся данные об удельной мощности для светильников прямого света с типовыми КСС .

Расчет по методу удельной мощности допускается производить только для общего равномерного освещения при отсутствии крупных затенений и в пределах тех данных, для которых составлены таблицы. При пользовании ими следует учитывать следующие особенности:

если значение освещенности и коэффициента запаса, принятых для расчета, отличаются от указанных в таблице, следует произвести пропорциональный перерасчет значения удельной мощности;

если значения коэффициентов отражения поверхностей помещения отличаются от принятых в таблице (помещения более темные или более светлые), допускается соответственно увеличить или уменьшить удельную мощность на 10 %;

значения удельной мощности для ламп накаливания указаны для напряжения 220 В;

в таблицах указаны значения удельной мощности для КПД светильника 100 %; для получения значения удельной мощности при меньшем КПД следует табличное значение разделить на выраженный в долях единицы КПД светильника;

при использовании для освещения помещения энергоэкономичных люминесцентных ламп мощностью 36 Вт допускается определять удельную мощность по таблице для стандартных люминесцентных ламп мощностью 40 Вт.

Перерасчет удельных мощностей с учетом фактических исходных данных можно производить по выражению (12.5 ).

Табл. 3.1-3.10 рассчитывались для светильников прямого света при отношении расстояний между ними или между их рядами к высоте подвеса L/Hp = 0,4 для КСС типов Г-3, К-1, К-2;

L/Hp = 1,0 для КСС типов Д-3, Г-1, Г-2;

L/Hp =1,5 для КСС типов Д-1, Д-2, а также при полном совпадении данных, для которых составлены эти таблицы . Более подробные таблицы указаны в технической литературе .

Расчет освещенности по методу удельной мощности осуществляется в следующем порядке: для освещаемого помещения определяются значения расчетной высоты Н, тип и число светильников, нормируемой освещенности. По соответствующей таблице находится значение удельной мощности, далее по формуле (13) принимается расчетное значение мощности одной лампы и подбирается лампа ближайшей стандартной мощности. Если расчетная мощность лампы оказывается большей, чем допускается в принятых светильниках, следует увеличить число светильников.

Таблица 3.1

Таблица 3.2

Таблица 3.3

Таблица 3.4

Общая методика расчета

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

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

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

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

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

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

Как рассчитать алгоритм

Расчет освещения участков производственных предприятий производится в следующей последовательности:

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

После этого рассчитываются:

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

Искусственный свет от люминесцентных ламп на производстве

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

Определение нормированного значения освещенности на рабочем месте

Даже за последние годы нормы освещенности рабочего места сильно изменились. Это связано с появлением и улучшением новых видов светильников и регулирования освещения, а также с новейшими исследованиями в сфере здоровья. Подробнее о нормах освещенности тут.

Показатели, которые нужно учитывать:

яркость светового потока;
освещенность;
сила света;
коэффициент отражения поверхности;
теплота цвета.

Первый показатель определяется световым ощущением человека из-за воздействия на глаза лучистой энергии

Чтобы подобрать подходящую яркость светового потока, необходимо обратить внимание на число люменов, на которые рассчитана лампа

Освещение рабочего места напрямую влияет на работоспособность

Освещенность определяется как рассеянная плотность светового потока. Она измеряется в люксах и высчитывается как отношение светового потока к площади, на которую падает освещение. В рамках гигиенических норм выделяют 8 типов помещений:

для чертежных работ;
большие по площади;
общего назначения (в них используются компьютеры);
для конференций;
лестницы, эскалаторы;
архивы, библиотеки;
кладовые хранилища.

Обычно осветительные приборы обладают неравномерным распределением света. Поэтому для определения освещенности нужно знать силу светового потока, направленного на освещаемую плоскость. В процессе определения освещенности важным показателем становится и коэффициент отражения, который показывает степень яркости конкретной поверхности. Он характеризуется тем, насколько светлым оказывается материал или покрытие освещаемых плоскостей, выражается в нитах и является отношением количества отраженного светового потока к общему количеству света от ламп. Стоит дополнительно учитывать освещенность от компьютера и окон.

Кроме показателей осветительных приборов, внимание уделяют самому характеру работы

В первую очередь важно определить степень травматичности и уровень точности труда. Основным фактором является минимальный размер обрабатываемых объектов

Например:

Основным фактором является минимальный размер обрабатываемых объектов. Например:

точки для бухгалтеров, писателей, копирайтеров и т.д.;
толщина самой тонкой линии для чертежников и художников;
наименьшие детали (транзисторы, гайки и пр.) для инженеров и других конструкторских профессий.

В местах с работой наивысшей точности освещенность может достигать 1250 Лк и зависит от того, производится ли на месте постоянная работа или она имеет периодических характер либо же только выражается в общем наблюдении за процессами.

При работе с мелкими деталями требует повышенная освещенность

Расчет освещения производственного помещения калькулятор производит по специальным таблицам с указанием необходимых коэффициентов (использования, отражения, рекомендуемого уровня освещенности) следующим образом:

нужно знать длину, ширину и высоту помещения;
учесть коэффициент отражения пола, потолка и стен;
отметить нормы соответствия размерам комнаты, цеха и выполняемой в них работе;
знать мощность, яркость светового потока лампы и ее тип (при этом учитывается безопасность использования конкретного светильника в необходимых условиях.

Другие виды освещения

Аварийным называется то освещение, назначение которого — обеспечить возможность продолжения работы в случаях перебоев с электроэнергией. Оно устанавливается в местах, где в отсутствие света возможен пожар, взрыв, отравление либо нарушение технологии. Это относится к котельным, компрессорным, печным отделениям и т. д.

Назначение эвакуационного освещения ясно из его названия. Устанавливается оно в предназначенных для прохода местах, на лестничных клетках и в прочих зонах эвакуации.

Охранное освещение используется в ночное время для слежения за территорией. Обычно в качестве него бывает задействована часть светильников аварийного или рабочего освещения.

Сколько люменов нужно на 1м2

Неотъемлемой частью комфортного пребывания дома или на работе, является освещение. Немногим известно, что правильный свет помогает снять психологическую нагрузку или наоборот сосредоточиться на работе. Но прежде чем переходить к расчётам, необходимо разобраться в величинах измерения. Люмен (Лм) – это единица измерения светового потока, Люкс (Лк) – в люксах измеряется освещённость поверхности. 1 люкс равен 1 люмену на квадратный метр.

Расчёт (измерение) интенсивности освещения производится по простой формуле(A x B x C) в которой:

А – необходимая освещённость по нормативам СНиП;
В – площадь помещения (кв. м);
С – Коэффициент высоты.

Коэффициент высоты, величина поправочная и рассчитывается в зависимости от высоты потолка. 2,5 и 2,7 – коэффициент равен единице; если 2,7 и 3 метра – 1,2; потолки с высотой 3 и 3,5 метра – 1,5; от 3,5 до 4,5 метра – коэффициент равен 2.

Таблица норм освещённости по СНиП в люкс (Лк):

Для офисных помещений	Норма (степень) освещённости	Для жилых помещений	Нормы освещённости
Офис с использованием компьютеров	300	Жилые комнаты, кухни	150
Офис с чертёжными работами	500	Детская	200
Комната для переговоров	200	Ванная комната	50
Лестница	100	Лестница	20
Коридор	75	Библиотека	300
Подсобные помещения	50	Сауна	100
Архив	75	Гардеробная	75

Производим расчёт. Предположим нужно узнать необходимое количество света для детской комнаты площадь, которой составляет 15 квадратных метров, с высотой потолков 2,7 м. Для точности используем калькулятор. Умножаем ному освещения на квадратные метры и на коэффициент высоты – 200 х 15 х 1 = 3000. Соответственно световой поток должен составлять 3000 люменов (Лм).

Измерить уровень освещённости в домашних условиях можно люксметром.

Программы расчета освещенности

Кроме онлайн расчетов существуют автономные программы, работающие на базе операционной системы Windows.

Первой программой такого рода, которую я обнаружил в интернете, является программа «Формула света», разработанная светотехнической компанией «Электро». Программа напоминает онлайн-калькуляторы, и по функциональности ничем от них не отличается.

Рисунок 4. Рабочая форма программы «Формула света»

Заданными параметрами при расчете являются: габариты помещения; требуемый уровень освещенности; коэффициент запаса; тип светильника; коэффициент отражения. То есть все те, что задаются при онлайн расчетах. Результатом расчета является количество светильников требуемых для создания указанного в задании уровня освещенности помещения. Довольно скромно.

Стоить отметить, что программа давно уже не поддерживается и база данных световых приборов сильно устарела.

Рисунок 5. Результат расчета в программе «Формула света»

Мое мнение, программа полезна тем, у кого нет возможности подключиться к сети интернет. Хотя в данный момент таких людей, наверное, уже не найти.

Следующая, более интересная программа, дающая более точные результаты расчета, это – Beroes OS 1.1. Данная программа позволяет произвести расчет освещения в помещении зданий и сооружений двумя методами: методом удельной мощности и методом коэффициента использования светового потока. Кроме того, возможна проверка результатов расчета точечным методом и методом расчета от светящих линий с последующей коррекцией количества светильников и их размещения. Программа предназначена для проектных организаций и студентов учебных заведений, занимающихся расчетом искусственного освещения зданий и сооружений.

Рисунок 6. Вид главной формы программы Beroes OS 1.1

Проект программы является эквивалентом отдельного расчета искусственного освещения здания или сооружения, которые могут иметь неограниченное количество помещений. Программа позволяет управлять любым количеством проектов, создавая, открывая, удаляя и копируя их.

С первого взгляда программа немного сложна. Во всяком случае, мне не удалось сразу же после создания нового проекта добавить в него нужный светильник с лампой, чтобы рассчитать их общее количество. Зато возможности программы впечатляют. Программа распространяется бесплатно.

Блиц-советы

При проектировании и расчёте освещения стоит всегда закладывать большие параметры, ведь можно выключить часть светильников.
При выборе ламп современные тенденции диктуют использовать наиболее энергосберегающие решения. Отличным выбором будет использование светодиодных светильников – они потребляют меньше, при это довольно компактные и яркие.

4. k — коэффициент запаса

Коэффициент запаса (зависит от типа ламп и степени загрязненности помещения) Коэффициент запаса k учитывает запыленность помещения, снижение светового потока ламп в процессе эксплуатации. Значения коэффициента k приведены в таблице.

Таблица №2. Коэффициент запаса для жилых помещений для различных типов ламп

В нашей люстре планируется использование светодиодных ламп, выбираем коэффициент запаса равный 1.

K = 1.

Подставим значение в формулу:

Фл = (Ен * S * k * z) / (N * η * n)

Фл = (150 * 19,25 * * z) / (N * η * n)

Небольшой нюанс, о котором следует помнить

При оценке такого показателя, как эффективность следует различать, что есть эффективность светодиодов и отдельно осветительных приборов. Рост эффективности LED-светильников непрерывно увеличивается в связи с повышением эффективности самих светодиодов.

Но при этом следует помнить, что плафон и драйвер осветительного прибора вносит определённую долю потерь. Об этом часто забывают люди при выборе источника света под определённые типы осветительных приборов. Поэтому выбирая лампочку под конкретный тип прибора, следует обязательно помнить о таких потерях. Иначе выбранная модель, даже при одинаковой мощности с заменяемой, может давать световой поток меньшего значения. В результате этого освещение помещения будет некачественным и не станет отвечать нормам, прописанным в регламентирующих этот вопрос документах. При детальном рассмотрении эффективности, как отношения светового потока к потребляемой мощности, можно быстро определить степень эффективности применения LED как выгодного заместителя старых источников света (накаливания, галогеновые и люминесцентные лампочки).

Как сделать расчет необходимого уровня освещенности.

Для приблизительного расчета необходимой мощности светильников рекомендую воспользоваться формулой: P=pS/N, где p – удельная мощность освещения Ватт на метр квадратный. Эта величина будет различной для каждого типа ламп и помещений, ее можно узнать из таблицы ниже приведенной.

Величина S – это площадь в квадратных метрах для рассчитываемого помещения, а N— это количество светильников. В туалете или коридоре света нужно меньше, чем, скажем в гостиной. К тому же, лампы в зависимости от принципа работы так-же дают разное количество света (например, галогенная и люминесцентная лампы).

При расчетах обязательно учитывайте удаление источника света от освещаемой им поверхности. Знайте, что её освещённость обратно пропорционально уменьшается квадрату расстояния.

Согласно многочисленным исследованиям и нормам, действующим в Республике Беларусь, общая освещенность комнаты должна находится в пределах около 200 Люкс, а освещенность зоны рабочей поверхности стола – около 500 люкс.

Итак, теперь зная все параметры перейдем непосредственно к расчетам на примере. Для спальной комнаты площадью 10 квадратных метров- 10 умножаем на коэффициент для этого помещения 10-20 и получаем 100-200 Ватт (мощность лампы накаливания). Но не забывайте, что эта величина мощности будет относится к одному установленному по центру потолка светильнику.

Это все же упрощенный средний расчет не учитывающий множество факторов таких как, цвет и тон стен, пола, потолка, которые существенно влияют на восприятие человеком количества света в комнате. Так для помещений со светлыми покрытиями мебели, стен потолков и т. д. величина в 200 Люкс при расчетах может более, чем в 2 раза снижена.

Определить необходимый уровень освещенности в зависимости от площади помещения вам поможет таблица внизу.

Примечание: в таблице указаны оптимальные значения для определения требуемого уровня мощности освещения при установке ламп накаливания в качестве основного источника света в центре помещения. При установке люминесцентных ламп соответственно мощность ламп должна быть уменьшена в 5-7 раз, а светодиодных- в 10 раз. Более точно Вы сможете определить по упаковке для ламп, на которой, как правило, производитель указывает сколько ламп накаливания заменяет одна энергосберегающая.

Я надеюсь, что Вы получили приблизительные представления как делать самостоятельно требуемые параметры расчетов для своей квартиры или дома. Учитывайте, что яркий свет нужен для работы и чтения, а для отдыха нужен более мягкий и не раздражающий свет.

Расчет освещенности помещения светодиодными лампами

А если наоборот количество Ватт будет слишком большим для освещаемого помещения то, отражаемый от поверхностей свет будет казаться слишком ярким от чего может возникать резь в глазах и их быстрое уставание.

Дизайнеры рекомендуют ориентироваться на среднюю норму согласно которой одному квадратному метру помещения должно соответствовать 20W мощности осветительного прибора. Однако сразу стоит оговориться, что эта цифра меняется в зависимости от назначения помещения (кухня, столовая, спальная, коридор, нежилое помещение), от использованных цветов и материалов в оформлении интерьера помещения, а также от высоты потолков в помещении.

Уровень освещенности	Тип лампы	Вт/м2
Приглушенный свет	Лампа накаливания	10
Галогенная лампа	7
Энергосберегающая	2
Средний свет	Лампа накаливания	15
Галогенная лампа	10
Энергосберегающая	3
Яркий свет	Лампа накаливания	20
Галогенная лампа	13
Энергосберегающая	4

Чтобы вычислить количество Ватт, необходимых для создания комфортного освещения в помещении, нужно умножить площадь помещения на количество Ватт из строчки таблицы, соответствующей типу освещения и используемым лампам.

Если в результате проведения вычислений у Вас получится число, исходя из которого невозможно вычислить без остатка количество ламп, например, 217 Ватт, то специалисты рекомендуют округлять получаемую мощность в большую сторону.

Таким образом, если плафоны у светильника рассчитаны на 60 Ватт, то 217/60 = 3,61.

Это значит, что Вы можете смело покупать светильник с четырьмя плафонами по 60 Ватт каждый и этой мощности хватит для освещения Вашего помещения.

Стоит иметь в виду, что приведенная таблица подходит для вычисления необходимой мощности светильника в помещениях с высотой потолков до 3 метров и в светлых интерьерах, то есть выполненных без преобладания темных оттенков.

В случае если высота потолокв в помещении превышает 3 метра, необходимо получившееся общее количество Ватт умножить на 1,5.

В случае если в помещении преобладают темные оттенки и матовые поверхности, расчет становится ненадежным и в этом случае лучше либо брать светильник сразу с большим запасом мощности, либо эксперементировать с несколькими светильниками различных мощностей.

При выборе светильника также обратите внимание на абажюр. Если Вы выбираете светильник с очень плотными и темными абажюрами, насыщенный свет из которого распростаняется только в одну сторону, то приведенная выше таблица будет неактуальна для такой модели светильника

Очень важно при покупке светильника знать лампу в сколько ватт можно ввернуть в плафон

Дело в том, что все плафоны имеют ограничение по мощности

Очень важно при покупке светильника знать лампу в сколько ватт можно ввернуть в плафон. Дело в том, что все плафоны имеют ограничение по мощности. И если вы покупаете люстру с четырьмы плафонами каждоый по 40 Ватт, то максимум мощности на который Вы можете рассчитывать с такой люстрой – это 4 плафона х 40 Ватт = 160 Ватт

И если вы покупаете люстру с четырьмы плафонами каждоый по 40 Ватт, то максимум мощности на который Вы можете рассчитывать с такой люстрой – это 4 плафона х 40 Ватт = 160 Ватт.

Какие лампы выбрать для освещения

При выборе светодиодных лампочек следует обратить внимание на наиболее критические параметры, которые принципиальны для качества освещения

Цветовая температура;
Тип рассеивателя;
Световой поток.

Цветовая температура

Цветовая температура светодиодов традиционно имеет три категории

WW— тёплый белый (цветовая температура 2500-3000 К);
W-белый (цветовая температура 3000-4200 К);
CW-холодный белый (цветовая температура выше 4500 К).

Визуально более высокая цветовая температура светят ярче. Так при одинаковой мощности визуальная яркость CW на четверть выше WW.

Тип рассеивателя

Рассеиватель может быть матовый либо прозрачный. Матовый рассеиватель обеспечивает более равномерное распределение светового потока, но потери интенсивности в нём могут достигать 25-30%. Для освещения относительно большой площади помещения более рационально использовать лампы с прозрачным рассеивателем, а вот в настольном светильнике однозначно матовый тип рассеивателя лучше.

Световой поток

При выборе лампочки обязательно обращайте внимание на её номинальный световой поток. Он зависит от типа и качества светодиодных матриц. Требуемая мощность светодиодной лампы зависит от рассмотренных выше параметров

При использовании тёплого света, номинальная мощность должна быть на 25-30% выше чем ламп холодного света

Требуемая мощность светодиодной лампы зависит от рассмотренных выше параметров. При использовании тёплого света, номинальная мощность должна быть на 25-30% выше чем ламп холодного света.

Примеры

Попробуем разобраться с методами расчета естественной и искусственной освещенности на простейших примерах.

Естественный свет

Имеется помещение длиной L = 10 м, шириной B – 10 м, высотой H -5 м. оконный проем имеет размеры 4х3,5 м с двойным остеклением.

По условиям задачи помещение расположено в третьем световом поясе. Точность зрительной работы персонала – высокая.

Нормированное значение КПО – 2%.

Окна ориентированы на север, они обеспечивают КЕО не менее 1,5%.

Для обеспечения КПО 2% необходимо наличие в помещении трех окон общей площадью 42 кв.м.

Искусственный свет

Дано помещение с геометрическими размерами 8х6х3,5 м. Нормируемая освещенность для данного производства – 300 лк.

Напряжение в сети предприятия – 220 В, предполагается использовать светильники люминесцентные ЛПО (коэффициент использования светового потока – 49%). Отражательная способность: