Расчет освещенности помещения со светодиодными светильниками

Покупка новой квартиры или ремонт старого жилья — это замечательный способ пересмотреть свое отношение к теме освещения, отказаться от традиционных массивных люстр и лампочек накаливания.

Дизайн современного жилья и возможности строительных технологий позволяют придумать и осуществить любые схемы освещения в зависимости от назначения помещения. Основное удовольствие состоит в том, что каждый может подобрать тип, количество и мощность осветительных приборов под свои требования по уровню освещенности.

Но кроме наших желаний, существуют нормы и требования, которых необходимо придерживаться.

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.

Какие данные необходимы для расчета уровня освещенности

Существует несколько способов, с помощью которых можно рассчитать количество и мощность светодиодных ламп. Прежде чем приступать к расчетам, необходимо разобраться, какие показатели будут в них участвовать.

Перечень переменных и постоянных величин, на основании которых производится расчет светодиодного освещения, состоит из следующих пунктов:

• Площадь помещения, то есть произведение длины на ширину комнаты. Расчеты производятся исходя из того, что помещение имеет прямоугольную форму. При более сложной архитектуре, необходимо условно разделить пространство на правильные фигуры и сложить их площади.
• Поправочный коэффициент, в котором учитывается высота потолков. Поскольку свет распространяется не только по площади, но и по всему объему помещения, яркость освещения напрямую зависит от высоты потолков. Пользуются специальной таблицей коэффициентов. Например, высота потолков от 2.5 до 2.7 м — это коэффициент 1, до 3 м — равен 1.2, до 3.5 м — 1.5, дальше используется корректировочный показатель — 2.
• Еще один норматив — это уровень освещенности, для расчета которого также составлены специальные таблицы для жилых, подсобных, коммерческих и производственных помещений. Показатель измеряется в Лк (люксах).

Наиболее популярные показатели выглядят следующим образом:

1. ванная, туалет, подвал, коридор приравниваются к подсобным помещениям, и уровень освещенности в них колеблется от 20 Лк (в подвале) до 50 Лк (в коридоре).
2. жилые комнаты оцениваются в пределах от 150 до 300 Лк, минимальные показатели в спальной и кухне — 150 Лк, максимальный уровень в рабочем кабинете и детской комнате — 300 Лк.

Дополнительно при расчетах могут использоваться такие показатели, как:

• чистота помещения (уровень запыленности);
• отделочные материалы и потолки (темные, светлые, глянцевые).

Самый простой способ расчета освещенности помещения светодиодными лампами

Проще всего сделать расчет освещенности помещения светодиодными лампами следующим способом:

Рассчитаем нужную величину светового потока (в люменах).

Для этого просто перемножим известные величины:

площадь помещения × норму освещенности × корректировочный коэффициент по высоте потолка.

Например, площадь помещения — 15 м², высота потолков — 2.5 м, а значит коэффициент равен единице, помещение — кухня, для которой норма освещенности составляет 150 Лк

В результате получаем:

15 × 150 × 1 = 2250 люмен (лм).

Второй шаг в расчете — это вычисление количества и мощности светодиодных лампочек. Здесь можно поступить двумя противоположными способами.

1. Разделить общий световой поток на мощность ламп, чтобы получить их количество. При этом мощность светового потока обычно указывается на упаковке лампочки, и она не равняется мощности. Например, лампа мощностью 10 Вт дает поток 800 люмен. То есть, в результате получаем 2250 / 800= 2.8 или 3 лампы.
2. Более обоснован другой способ расчета. Расчет строится исходя из количества точек освещения, установленных в помещении. Например: 2250/6 ламп = 375 люмен. Такой поток дают лампы мощностью 5 Вт.

При последнем варианте помещения увеличение количества ламп меньшей мощности приводит к более равномерному распределению света по помещению.

Более сложный и точный расчет освещенности

В профессиональных расчетах используют более сложный способ расчетов, который применяется для ламп всех видов. Общие принципы вычисления в обоих способах совпадают, но для большей точности учитывают дополнительные коэффициенты, такие как:

• k — коэффициент запаса, который учитывает запыленность светильников и ухудшение их возможности пропускать свет, снижение уровня светового потока от лампы с течение времени, ухудшение состояния отражающей способности стен и потолка. Поскольку светодиодные светильники обладают длительным периодом службы без ухудшения качества, то для них коэффициент запаса составляет 1.1.
• z — показатель соотношения среднего освещения к минимальному Eср/Emin, то есть неравномерность уровня освещения. У светодиодных ламп благодаря ровному свечению этот показатель равен 1.
• Φ — световой поток светодиодных ламп, Лм, который узнается на упаковке или из сопроводительной документации к лампам освещения.
• η — коэффициент использования светового потока, то есть КПД источника освещения. В высокоэффективных светодиодных лампах он практически равен 1.
• E — норма освещенности в Лк, из таблиц или непосредственно из СНиП.

Также в сложном расчете более точно вычисляют корректирующую высоту потолка. Для ее расчета определяют:

• h — общую высоту помещения
• h1 — длину или высоту подвеса у потолочного светильника
• h2 — высота от пола до основной рабочей поверхности (стол, кровать)

Такой сложный расчет производится исходя из того, что в большинстве случаев источник освещения располагается ниже потолка, а наибольший уровень освещения необходим не на уровне пола, а на высоте рабочей поверхности.

Формула расчета имеет следующий вид:

hp = (h – (h1 + h2)), где hp — расчетная высота помещения, нуждающаяся в освещении

Данный показатель наравне с длиной, шириной и общей площадью участвует в расчете индекса помещения, то есть геометрических характеристик помещения.

Формула индекса (i) помещения рассчитывается следующим образом:

i = S / (hp × (a + b)), где a и b — длина и ширина, а S площадь.

В итоге общая формула для расчета освещенности помещения светодиодными лампами и определения необходимого количества ламп выглядит следующим образом:

N = (E × S × k × z × 100)/(n × Ф × η)

Такие сложные расчеты обычно производят в ходе проектирования помещения и разработки его технических характеристик. В быту используют методы попроще.

Калькулятор расчет освещения светодиодными светильниками

Чтобы без хлопот и затруднений определить количество светодиодных ламп и их мощность для конкретного помещения, можно использовать калькулятор «расчет освещения светодиодными светильниками». После команды рассчитать программное обеспечение самостоятельно произведет все необходимые расчеты и выдаст готовые результаты. С полученными данными можно отправляться в магазин за лампами или оформить заказ здесь же на сайте.

Калькулятор находится в разработке, надеемся на ваше понимание!

Видео по теме

Как рассчитать, сколько люменов нужно на квадратный метр в квартире или другом помещении

Сегодня на практике используется три метода светотехнического расчета наружного освещения:

·Точечный – суть метода заключается в вычислении показателей для каждого устанавливаемого источника света. Его преимущество – в возможности рассчитать неравномерный свет. А его главный недостаток – в трудоемкости. Этот ручной способ требует особого внимания и педантичности проектировщика.

·С коэффициентом светового потока – еще более трудоемкий метод, берущий во внимание отражаемость предметов, распределение излучения, использование светового потока. Чаще используется для проектирования внутреннего света

·Метод удельных мощностей – наиболее популярный среди ручных способов благодаря своей простоте (относительно предыдущих двух вариантов). С его помощью можно найти требуемое количество осветительных приборов, базируясь на нормативных показателях и простых исходных данных.

В зависимости от поставленной задачи можно использовать различные формулы. Математические вычисления нужны не только для того, чтобы в итоге соблюсти нормы освещенности, но и использовать необходимое число осветительных приборов. Ведь каждый лишний элемент – это не только затраты на его покупку, но и издержки на установку и обслуживание.

Пример светотехнического расчета наружного освещения территории детской площадки у дома

Допустим, вы планируете переезд в таунхаус, где есть свободных 150 квадратных метров для игровой площадки, осталось только ее оборудовать и установить определенное количество фонарей. Но какое?

Рассчитаем по формуле:

L = E*S*N*K / (F*X), где

L – искомое количество осветительных приборов.

E – освещенность (лк). Сразу подсмотрим в СНиП и возьмем число 10.

S – площадь, которая по условию равна 150 м.кв.

N – коэффициент неравномерной освещенности. По сути, это отношение максимальной освещенности к минимальной. Для разных типов ламп установлены его различные значения: 1,15 для ламп накаливания, 1,1 – люминесцентных, 1 – зачастую используют для светодиодных.

K – еще один полезный коэффициент, помогающей учесть уменьшение яркости лампы из-за загрязнения, запыления или затертости стекла при длительной эксплуатации. Значение зависит от многих факторов, начиная от типа ламп и заканчивая степенью запыленности пространства. Предположим, что таунхаус находится в чистом районе, тогда K будет равен: 1,5 для ламп накаливая, 1,4 для газоразрядных, 1 для светодиодных. Значение этого коэффициента – еще один повод выбрать светодиодный вариант. Ведь итоговое количество будет меньшим, а значит и затраты на установку тоже ниже. Хорошим вариантом станут светильники для улиц Ziverd.

F – световой поток одного светильника. Это числовое выражение количества излучаемого света, измеряется в Люменах (лм). Обычно указывается в технической документации к прибору. Если не можете найти это значение, можно умножить мощность лампы на коэффициент светимости. В нашем случае показатель указан производителем и равен 3735 лм.

X – коэффициент, который определяется, исходя из отражающей способности объектов и строений на территории обустраиваемой площадки. Для его поиска можем обратиться все к тому же СНиПу. Предположим, что равномерности распределения света будет мешать лишь фасад дома, оформленный розовым силикатным кирпичом. В таком случае на место «X» подставим 0,3.

Данные известны, переходим к расчету освещения уличным светильником детской площадки:

L = 10*150*1*1 / (3735*0,3) = 1,34.

Таким образом, можно установить один светильник указанной мощности, либо два меньшей мощности.

Измерение освещенности помещения: основные методы и приборы

Чтобы определить уровень освещенности, можно использовать один из перечисленных ниже приборов — флэшметр, экспозиметр и экспонометр, люксметр или фотометр.

Главный прибор из данной группы, способный выдать параметр реальной освещенности (естественной или искусственной) — люксметр.

Они бывают аналоговые и электронные. Аналоговые приборы уже не выпускаются, остались только раритеты.

Его можно применять для решения следующих задач:

• измерения уровня освещения при аттестации (проверке) рабочих мест;
• снятия показателей освещенности и их сравнение с расчетными параметрами при выполнении работ по монтажу элементов освещения;
• контроль соответствия уровня освещенности в тех или иных помещениях действующим нормам;
• анализ параметров освещенности на соответствие расчетным параметрам в период проведения работ по монтажу осветительных элементов.

Сам люксметра работает на простом принципе. Внутри устройства встроен фотоэлемент. Когда на него направляется световой поток, внутри полупроводникового элемента освобождается мощный поток электронов.

Результатом является появление электрического тока. Величина последнего пропорциональна силе света, который освещает фотоэлемент устройства.

Как правило, именно этот параметр и отражен на приборной шкале.

В зависимости от типа фиксации контролирующего элемента (датчика) люксметр бывает двух видов:

• жесткая фиксация датчика (выполняется в форме цельного устройства, моноблока);
• с датчиком выносного типа, который подключается при помощи гибкого кабеля.

Для проведения простых измерений достаточно самого простого устройства — люксметра в форме моноблока, без дополнительных опций.

Если же требуется уточнение большего числа параметров при проведении профессиональных исследований, то лучше применять более сложные устройства — с опцией вычисления среднего параметра и встроенной памятью.

Большой плюс — применение в люксметре специальных светофильтров. С их помощью можно более точно вычислить параметр силы света, исходящий от осветительных приборов с различными оттенками цвета.

Кроме этого, устройства с выносным датчиком показывают большую точность измерений, ведь на них меньше действуют внешние факторы.

В свою очередь, наличие ЖК-дисплея на современных моделях существенно упрощает процесс снятия показаний с устройства.

Такие приборы, как эскпозиметры и экспонометры применяются в фототехнике.

Их задача — фиксация параметров освещенности экспозиции и яркости. Зная величину этих показателей, фотограф может добиться идеального качества фото.

В свою очередь, экспонометры выпускаются двух видов. Они бывают внешними и внутренними.

Задача флэшметра — измерение уровня освещенности в процессе фотографирования. В качестве вспомогательных элементов применяются осветительные устройства импульсного типа.

В новых фотоаппаратах флэшметр уже встроен. Его задача — регулирование мощности фотовспышки в зависимости от уровня освещения.

В профессиональных студиях, как правило, используются флэшметры выносного типа. Их особенность — наличие точной системы индикации, способной фиксировать не только падающие, но и отраженные лучи света.

Мультиметр (фотометр) — прогрессивный и более современный тип флэшметра. Его плюс — способность сочетания функций упомянутого нами прибора и экспонометра.

Учитываем погрешность

При более точном расчете освещения необходимо делать поправки на форму и размер комнаты, количество мебели, цветовую гамму, количество естественного освещения. Например, наши предварительные расчеты верны для помещений с высотой потолков не больше трех метров. Если же потолки выше, то полученные значения рекомендуется увеличить в полтора раза.

В помещениях площадью больше 15 квадратных метров вместо одного светильника по центру комнаты эффективнее размещать несколько равных источников света, равномерно распределенных по потолку, — этот прием поможет добиться более равномерной освещенности комнаты.

Если в интерьере преобладают темные тона или в комнате много мебели, стоит несколько увеличить количество светильников и общую мощность освещения.

Выбирая энергосберегающие лампы, помните, что на восприятие влияет цвет света — теплый желтый или холодный голубой.

Алгоритм расчета освещенности

С общими понятиями разобрались, теперь можно приступить к расчету нашей условной кухни.

Предположим у нас кухня общей площадью 12 м2, разделенная на условные 3 зоны:

— зона отдыха (бирюзовый цвет)

— общая зона (оранжевый цвет)

— рабочая зона (розовый цвет)

Будем на всей кухне применять светодиодное освещение. По центру установим общий светильник, а по потолку разместим точечные светильники. Над рабочей зоной, по желанию, можно смонтировать светодиодную ленту. Как дополнительное освещение она подходит идеально.

В целом для рабочей зоны отдельное освещение не является обязательным условием, но так намного удобней работать, поскольку стоящий около столешницы загораживает сам себе основной свет с потолка. К тому же дизайн интерьера от такого решения только выиграет.

Применяя светильники потолочные светодиодные, можно не только избавиться от слишком мощных лампочек на основной люстре по центру, но и распределить свет по всей площади равномерно. Такой параметр тоже учитывается в профессиональных расчетах, поэтому, распределив поток света равномерно, мы этот параметр можем упустить.

Согласно нашей выписке со СНиП, норма освещенности кухни 150 Люкс на 1 м2.

Общая площадь: 12 м2.

Высчитываем: 150 Лк * 12 м2 = 1800 Лк

Следовательно, для освещения указанной площади необходимо добиться освещенности равной 1800 люксов.

Зная, что 1лк = 1лм и ориентируясь на приведенные выше значения, рассчитаем нужную суммарную мощность всех светодиодных ламп.

1 Ватт дает освещения: 3440/40 = 86 лм = 86 лк.

Следовательно, мощность всех ламп для 12 м2 составляет: 1800 лк/86 лк = 20,93 Вт

Округляем в пользу большего значения и накидываем еще 3 Вт для компенсации поглощения света стенами и отбивание от поверхностей 20,93+ 3 = 23,93 Вт, окончательно нужно принять 24 Вт.

Теперь размещаем светильники по потолку. Ставим над зоной отдыха 2 точечных светильника по 4 Вт. Для указанных на схеме 3,0 м2 этого вполне достаточно. Один основной светодиодный светильник мощностью 9 Вт по центру. Он будет оснащен матовым плафоном, поэтому цифру немного увеличим, чтоб компенсировать потерю света. Еще размещаем 2 точечных светильника между рабочей зоной и основным плафоном. По 4 Вт каждый.

Подведем итог наших основных расчетов.

Для полного, равномерного и качественного освещения, нужно применить 25 Вт светодиодной подсветки для кухни площадью 12 м2.

Светодиодная лента как дополнительное освещение

По желанию для рабочей зоны можно применить диодную ленту. Для декоративного эффекта и усиления локального освещения она подходит идеально. В магазине выбрали ленту, например, SMD3528. Как правило, она продается мотками по 5 метров и потребляет 4,8 Вт на один свой метр длины. Допустим, мы приняли длину 3 метра. Отрезаем лишнее и устанавливаем ленту над рабочей зоной.

Мощность нашей ленты составляет: 4,8 Вт*3м = 14,4 Вт. Нужное для ленты напряжение составляет 12 В, поэтому применение ленты подразумевает установку блока питания. Трансформаторы создают дополнительные неудобства в покупке и монтаже конструкции, но если учесть ее еще на стадии проектировки, то проблем возникнуть не должно.

Мощность блока питания принимаем на 20% больше расчетной, для запаса: 14,4+20%=17,28 Вт. Зная мощность, блок выбирается по каталогу с числом приближенным найденному. Но не меньше!

В итоге мы имеем кухню со следующей схемой размещения светильников и мощностей.

Пользуясь предоставленным алгоритмом и основными показателями о нормах и параметрах, можно рассчитать своими руками освещение для любой комнаты. Не стоит тратить дополнительные деньги на заказ проекта освещения и на неэффективное его применение.

Видео на тему «как определить качественную светодиодную лампу»:

Предварительный расчет

Теперь, когда вы понимаете, какой свет требуется каждой комнате, можно приступить непосредственно к цифрам. Степень освещения, о которой шла речь выше, выражается в величине мощности на единицу площади P (Вт/м2). Ее значение колеблется от 9 до 40 Вт/м2 и даже выше, за среднее же принимается 20 Вт/м2. Чтобы вычислить суммарную мощность освещения Pr (Вт) для каждой комнаты, нужно умножить величину мощности P (Вт/м2) на площадь помещения S (м2).

В результате этих несложных вычислений получим таблицу значений необходимой суммарной освещенности Pr (Вт) для комнат различных площадей:

https://profazu.ru/svet/compute/kalkulyator-raschet-osveshheniya-svetodiodnymi-svetilnikami.html

Как рассчитать, сколько люменов нужно на квадратный метр в квартире или другом помещении