Расчёт и применение светодиодного освещения для квартиры

Ремонт идет своим чередом, но вопрос освещения обязательно остро встанет на определенном этапе. При проектировании будущей схемы проводки необходимо задуматься о снабжении жилья рациональным и качественным освещением. Чтобы на финишной стадии не обнаружилась нехватка освещенности, необходимо выполнить ряд простых расчетов.

Даже при беглом обзоре существующего ассортимента и рекомендаций в этой отрасли, можно легко запутаться в выборе. Просто необходимо разобраться в базовых принципах освещения и их расчете, если есть желание научиться грамотно и с умом подбирать освещение для комнат. Также это позволит сэкономить средства на вызове специалиста по расчету и на будущих счетах за электричество.

Для чего нужен расчет?

Он требуется для создания максимально комфортных условий проживания за счет качественного и оптимального освещения всей площади помещения. Чересчур сильный или слабый световой поток негативно сказывается на работе зрительного аппарата, приводит к чрезмерной переутомляемости, напряженности или нервозности. Подобный дискомфорт отразится на психическом состоянии человека, который станет более раздражительным и менее работоспособным.

Эталонным освещением принято считать солнечный дневной свет. При правильном расчете система искусственного освещения, состоящая из различных ламп, должна максимально приблизить свет к естественному. В СНиП указаны нормы освещенности для каждой отдельной комнаты. Важно при расчетах учитывать все эти значения.

Нормы освещенности комнат

Интенсивность излучения в квартире изменяется в зависимости от предназначения комнаты. При создании одинаково яркого или более рассеянного освещения в каждом помещении существенно уменьшается комфорт проживания в доме.

Перечислим средние значения уровня освещенности для разных комнат в квартирах или частном доме с высотой потолка 2-2,5 м:

• гостиная – 150 лк;
• спальня – 200 лк;
• прихожая и коридор – 100-200 лк;
• рабочий кабинет – 300 лк;
• детская – 200 лк;
• кухня – 150-200 лк;
• санузел – 50-150 лк.

Это лишь приблизительные значения, поскольку для определения достаточной яркости требуется учитывать габаритные размеры комнаты (высоту, ширину, длину) и разновидность освещения (основное, дополнительное, функциональное или декоративная подсветка).

При использовании функциональной системы освещения яркость свечения прибора должна быть несколько выше. В случае с декоративной подсветкой эксплуатируются маломощные лампы.

Люминесцентные лампы (энергосберегающие)

Тогда чтобы в доме оставалось так же светло как с обычными лампочками нужно поставить соответствующие им по свечению, т.е для вместо 60 ватт ставим энергосберегающую на 12Вт, вместо сотки ставим энергосберегающую на 20Вт, таким образом мы сократим энергопотребление и заплатим в 5 раз меньше.

Сколько электроэнергии тратим

Итак давайте считать сколько у нас израсходуют электричества люминесцентные лампы, для этого берем тот же пример 6 лампочек, 3 как сотки т.е 20Вт и 3 как 60 т.е 12 ватт. Получаем: 3 лампочки, каждая по 6 часов в день, каждая лампочка расходует 20 Вт в час, тогда получаем 360Вт. + 3 лампочки по часу в день по 12 ватт/час = 36Вт. Итого за 1 день: 360 Вт + 36 Вт = 396 Вт = 0,4 киловатта Итого за 1 месяц: 0,4 * 30 = 12 киловатт

Сколько придется заплатить?

Итого за месяц сумма к оплате за чисто за освещение выйдет следующей: Итого в рублях за 1 месяц: 12 кВт * 4 р = 48 руб.

В итоге при использовании энергосберегающих ламп, вместо 240 руб в месяц мы заплатим 48 руб. А если смотреть экономию за 1 год, то получаем вместо 2880 руб мы заплатим 576 руб.

Выгода очевидна, энергопотребление сокращается в 5 раз. А можно ли сэкономить еще больше на потребление электроэнергии приборами освещения?

Переходим еще более интересному и экономичному осветительному прибору.

Как добиться равномерного освещения?

Выбирая место установки светодиодных приборов, нужно ориентироваться на величину светового потока. Чем выше значение данного параметра, тем больше расстояние между светильниками. Для охвата всей площади помещения или конкретной зоны первоначально требуется рассчитать необходимое число ламп.

Чтобы сформировать равномерное освещение, нужно использовать осветительные приборы разных типов. Существует множество комбинаций:

1. В качестве центрального светильника устанавливают люстру. Световой поток дополнен точечными источниками, разбросанными по потолку по разным схемам.
2. К потолку крепят несколько основных источников света, которые дополняются декоративной подсветкой из гибкой ленты.
3. На потолок монтируют исключительно точечные приборы с наиболее подходящими характеристиками. Люстра не используется.

Определение уровня освещенности

Рассмотрим, как рассчитать интенсивность свечения для конкретной комнаты. Формула выглядит следующим образом: Ф = R * S * L, где:

• R – освещенность на 1 кв. м;
• S – площадь помещения;
• L – коэффициент запаса.

Коэффициент запаса связан с высотой монтажа светильников и отражательной способностью стен, потолка и пола, на которые падает свет. В жилых комнатах при использовании светодиодов коэффициент запаса равняется 1,1.

Для примера рассмотрим расчет интенсивности свечения в спальне площадью 8 кв. м. Освещенность (R) берется из списка выше (глава «Нормы освещенности комнат»).

В качестве примера можно рассмотреть расчет светодиодного освещения спальни:

• Ф = 200 * 8 * 1,1 = 1760 лм

Исходя из полученного значения, приходим к выводу: суммарная величина светового потока всех используемых источников света должна быть приближена к 1760 лм. Напоминаем о негативном влиянии как избыточного, так и недостаточного освещения.

Какие данные необходимы для расчета уровня освещенности

Формула выше является общей и указывает на среднее значение освещенности, но для более точных расчетов нужно использовать несколько дополнительных параметров.

Перечислим основные переменные и постоянные величины, применяемые в формулах расчета освещенности конкретного помещения:

1. Площадь комнаты – длина, умноженная на ширину. Данная формула актуальна в том случае, если расчет выполняется для комнаты прямоугольной формы. Для подсчета площади помещения с более сложной архитектурой нужно мысленно разделить его на несколько зон, состоящих из правильных геометрических фигур, рассчитать площадь каждой и суммировать полученные значения.
2. Коэффициент поправки, который позволяет учесть при расчетах высоту потолков. Свет распространяется в разных направлениях – не только по площади, а по всему объему комнаты, поэтому яркость будет зависеть и от высоты потолков. Для этого была создана отдельная таблица поправочных коэффициентов. К примеру, в комнате с высотой потолка 2,5-2,7 м коэффициент равняется 1, до 3 м – 1,2, до 3,5 м – 1,5. Для более высоких помещений коэффициент поправки равен 2.
3. Уровень освещенности. Величина светового потока на 1 кв. м для конкретного помещения. Выше мы уже указали значения для разных жилых комнат. Измеряется в люксах (лк).

При общем рассмотрении наблюдается следующая зависимость:

• от 20 до 50 лк для подсобок, туалета, ванной, подвала и коридора;
• от 150 до 300 лк для остальных жилых комнат, при этом для спальни, как для комнаты отдыха, обязательно устанавливается минимальная планка.

Для максимально точного расчета можно использовать такие параметры, как уровень запыленности и оттенки отделочных материалов. Последние влияют на коэффициент запаса.

Расчет освещенности помещений различного назначения

Учитывать освещенность по нормам СНиП мало, ведь конкретные значения зависят от индивидуальных предпочтений и того, в каких целях будет использоваться комната. Если вы собираетесь много писать и читать, то яркость должна быть максимально высокой, в то время как для коридора этот параметр менее важен.

При использовании ламп накаливания руководствуются данными из таблицы ниже:

Таким образом, вернувшись к нашему расчету в главе «Определение уровня освещенности» и вспомнив полученное значение интенсивности свечения для спальни площадью 8 кв. м (1760 лм), можно определить, сколько нужно ламп для качественного освещения данного помещения: семь ламп 20 Вт, четыре на 40 Вт, две на 75 Вт или одна на 150 Вт.

Сколько ватт потребляет лампочка со светодиодами

Светодиодные лампы считаются самыми экономичными, так как теоретически потребляют в 7,5 раз меньше энергии, чем изделия с нитью накаливания.

Например, светодиодная лампа, которая потребляет 10 Вт, по уровню освещения равноценна «лампочке Ильича» на 60 Вт. Если продолжительность использования одинаковая, за электроэнергию можно платить в 6 раз меньше.

Расчет освещения светодиодными светильниками

Светодиодные источники света существенно отличаются от своих аналогов. Здесь есть и печатная плата, отвечающая за систему управления, и драйвер, понижающий и стабилизирующий напряжение, входящее на led-диоды. Чтобы максимально упростить процесс перехода с ламп накаливания на светодиодные излучатели, производители стараются придерживаться классических форм. Самыми популярными сегодня являются разновидности типа «груша» и «кукуруза». «Свеча» применяется реже, но пользуется стабильным спросом.

Лампа «груша»

«Грушами» называются светодиодные излучатели, форма которых напоминает обычные лампы с нитью накала. Корпус изделия состоит из прозрачной полусферы (частично окрашенной, со слоем люминофора на поверхности) и ребристого непрозрачного пластика. Наличие ребер обеспечивает естественное охлаждение. В месте контакта двух частей находится диодная плата, направленная в одну сторону. Подобная конструкция и особенности светодиодов приводят к существенному сокращению угла рассеивания света до 180 град. вместо практически 360 у ламп накаливания («мертвая зона» этих приборов находится только вблизи цоколя).

Лампа «кукуруза»

Конструкция этой лампы подразумевает установку диодной платы перпендикулярно цоколю, вдоль оси. Изготавливается в форме пластины, трубки с круглым, квадратным или многоугольным сечением. Светодиоды располагаются на лицевой части, а электроника прячется внутри цоколя (рядом с ним или внутри трубки).

Свое название изделие получило за счет сходства платы, на которой установлены диоды, с початком кукурузы. В данном случае угол рассеивания существенно выше, поскольку «мертвые зоны» расположены лишь вблизи цоколя и на противоположном краю колбы. При размещении светодиодов на торце последняя «зона» может и вовсе отсутствовать.

Лампа «свеча»

«Свечу» нередко называют компромиссом между конструкцией «груши» и «кукурузы». По сравнению с «грушей» угол рассеивания значительно шире, но уменьшены мощность и габаритные размеры. В основном такие изделия эксплуатируют в настольных лампах и локальных системах освещения помещений/зон малой площади.

Мощность и сила тока светодиодной лампы.

5 сообщений Откуда: Vinnitsa Кто: Электрик Возраст: 41

Приветствую всех любителей физики!Имею Lеd лампу на 220v мощностью 4.5w и потребляемым током 69mА, но произведя простые подсчеты по всем известным формулам выходит что лампа потребляет не 4.5w а гораздо больше!И так согласно формулы Р=U*I мы получаем Р=U*I=220*0,069=15,18 ВАТТА ВМЕСТО 4,5 Ватта?!Или применяя другую формулу I=Р/U зная напряжение и мощность I=Р/U=4.5/220=0,020 А или 20mА вместо 69mА заявленой производителем. Ребята подскажите почему так?Или я что то не понимаю или производитель нас дурит выдуманой экономичностью?Спасибо.

Неточности и погрешности при расчете светодиодного освещения

Рассмотренные формулы нельзя назвать полными, поскольку существует намного больше факторов, оказывающих влияние на качество света. Некоторые мы перечислили выше, но они могут быть дополнены рядом других:

• коэффициент отражаемости различных отделочных материалов и поверхностей;
• физические и технические параметры конкретного светильника;
• наличие рассеивателей и отражателей;
• индекс помещения;
• КПД комнаты и т.д.

Стопроцентной точности при расчетах добиться невозможно. Даже если их выполняют высококвалифицированные инженеры, все равно придется вводить определенные предположения или использовать общепринятые усредненные значения. Да и нормы, записанные в СНиП, нельзя назвать строгими и обоснованными, поскольку всегда будет существовать разница между желаемым и возможным результатами.

Мощность и потребление светодиодных ламп

Светодиодные лампы появились не так давно, но стремительно приобрели популярность. Они используются для наружного и внутреннего освещения, доказав свою практичность, универсальность и ощутимую экономию при использовании. Большое количество покупателей отдают предпочтение светодиодной продукции, так как стоимость оборудования постоянно снижается. Мощность светодиодной лампы является ключевым техническим параметром. Необходимо тщательно изучить вопрос, чтобы не ошибиться при выборе светодиодной продукции.

Какие лампы выбрать для освещения

Критическими параметрами, от которых зависит качество освещения, являются:

• температура цвета;
• тип рассеивателя;
• световой поток.

Цветовая температура

Традиционно цветовую температуру можно разделить на три основных диапазона:

• теплый белый свет – 2500-3000 К;
• белый – 3000-4200 К;
• холодный белый – 4500 К и выше.

Чем выше температура цвета, тем более ярко светят лампы, при этом в спальне и комнатах отдыха не рекомендуется использовать чересчур холодные, а в местах чтения – теплые оттенки.

Тип рассеивателя

В светодиодных лампах применяют матовые или прозрачные рассеиватели. В первом случае свет распределяется максимально равномерно, но потери могут достигать 20-30 %. Рекомендации по применению просты: при необходимости осветить комнаты с большой площадью нужно использовать прозрачные рассеиватели, для настольных или настенных светильников – матовые.

Световой поток

Выбирая светодиодную лампу, обратите внимание на ее номинальный световой поток. Его значение зависит от ряда факторов и страны-производителя. В среднем для диодных изделий мощностью 4,8 Вт наблюдается следующая зависимость:

• лампы из Китая – 240 лм;
• Тайваня – 380-420 лм;
• Европы – 500 лм и выше.

Не забывайте, что мощность лампы с более теплым светом должна быть на 20-25 % выше, чем у источников с холодным белым светом.

Общая освещенность помещения, безусловно, зависит от числа светодиодных светильников, но это далеко не все параметры, которые нужны учитывать при выборе. Обязательно ориентируйтесь на температуру цвета, световой поток и мощность изделия. Для создания равномерного свечения с помощью светодиодов важно выполнить максимально точные расчеты, чтобы не получилось так, что одна комната освещена слишком ярко, а в другой катастрофически не хватает света.

Почему светодиоды

А в самом деле, чем светодиоды превосходят привычные нам лампы накаливания, галогенки и энергосберегающие лампы, и в чем проигрывают им?

Преимущества

• Первое и главное преимущество светодиодов — небольшой расход электроэнергии на единицу светимости. Чтобы не быть голословными, приведем конкретные значения для популярных видов светильников:

Лампа накаливания

Галогенка под стандартный патрон Е27

Компактный люминесцентный светильник с преобразователем питания в цоколе

Led-лампочка

Заметьте: светимость отдельно взятых светодиодов последних поколений вплотную подходит к 200 люменам на ватт. Показатели бытовых и промышленных светильников уступают этим значениям из-за потерь на преобразователе питания.

• Нагрев светодиодного светильника заметно ниже, чем компактного люминесцентного или галогенного, не говоря уже о старой доброй лампочке Ильича. Логично: чем больше КПД, тем меньше энергии выделяется в виде тепла. Отсюда — возможность монтажа светильников в условиях ограниченной вентиляции и внутри плохо переносящих нагрев конструкций (натяжных и пластиковых подвесных потолков, гипсокартонных ниш и т.д.);

Врезной led-светильник для подвесного или натяжного потолка

• Благодаря значительной площади мощные светильники и светодиодные ленты дают меньше теней. Это важно при работе с мелкими деталями, при наборе текста, в работе визажиста и парикмахера;

Тени? Не, не слышали

• Срок службы ламп и светильников оценивается в 30-50 тысяч часов. Лампы накаливания служат около 1000 часов, галогенки — 3-5 тысяч, люминесцентные светильники — 10-12.

Темная сторона светодиода

Нет-нет, мы не имеем в виду обсуждение структуры подложки led-кристалла. Увы, светодиодное освещение имеет пару… скажем тактично — особенностей на фоне альтернатив.

• Цена: в среднем она все еще выше, чем у прочих видов светильников. Хотя разрыв стремительно сокращается: автор не больше недели назад закупал партию светодиодных ламп светимостью 800 люменов по 68 рублей. Для сравнения — мало-мальски качественные галогенки стоят 50-60 рублей.
• Цветопередача: индекс цветопередачи (CRI) лучших led-светильников достигает 85-90%. У галогенок он близок к 100%, у большинства ламп накаливания выше 90%.

Внешний вид объекта при одинаковой цветовой температуре и разных индексах цветопередачи освещения

Справка: от цветопередачи зависит, насколько натурально выглядят цвета. Индекс цветопередачи освещения важен в оформительской работе, а также для пресловутых парикмахеров и визажистов. Макияж, выполненный при освещении с низким CRI, при дневном свете может выглядеть неестественно.

• Диапазон рабочих напряжений: у последних поколений светильников он гораздо меньше, чем у ламп накаливания и галогенок. Причина — в упомянутом выше снижении рыночных цен.

Оно влечет за собой упрощение схемотехники драйвера. Если у первых поколений светильников он представлял собой полноценный импульсный преобразователь питания со стабильным напряжением на выходе — вне зависимости от того, что творится на входе, то у новейших filament ламп (на светодиодных нитях) роль драйвера выполняет… диодный мост — простейший преобразователь переменного тока в постоянный.

Препарирование недорогой filament лампочки: роль драйвера выполняет простейший выпрямитель тока

Как правильно рассчитать освещенность квартиры?

Для того, чтобы не сильно напрягались глаза, но, и чтобы было не слишком ярко, важно правильно рассчитать освещенность каждого помещения в доме. Мы расскажем, как это сделать просто и быстро.

Освещенность в каждом помещении дома должна быть оптимальной: чтоб не светило ярко, но и при этом чтоб не нужно было «щурится». В зависимости от размера и высоты комнаты, нужно брать разное количество лампочек разной мощности. В этой статье мы расскажем, как можно рассчитать по формулам освещенность любого помещения, даже производственного.
Расчет производится в два этапа: расчет освещенности помещения и расчет количества светодиодных ламп.

Расчет освещенности комнаты

В России освещенность помещения регулируется согласно СНИП (Строительные Нормы и Правила). В таблице ниже приведена норма освещенности каждого жилого и производственного помещения согласно СНИП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». Освещенность указывается в люксах. То есть показано, сколько люксов необходимо на 1 м 2 комнаты или офиса.

Итак, зная нормы освещенности каждой комнаты, можем рассчитать нужное количество «люксов» света. Расчет производится по формуле Е = S * K, где Е — освещенность в Лк; S — площадь комнаты; К — коэффициент высоты потолка. Для потолка высотой до 2,7 м коэффициент равен 1; от 2,7 до 3 м равен 1,2; от 3 до 3,5 м — 1,5; от 3,5 до 4,5 м — 2.

Заметьте, что здесь мы взяли коэффициент 1,2, хотя могли и 1, но учитывая, что в зависимости от цвета стен светопоглощение может быть сильнее или слабее (темные тона сильнее поглощают свет), мы взяли больший коэффициент, чтоб немного с запасом было. Теперь нам необходимо подобрать количество светодиодных ламп, чтоб они обеспечивали 3600 Лк.

Подбор мощности лампочек и их количество

В следующей таблице приведено соответствие мощности светодиодной лампы к световому потоку, который она способна выдавать. Зная эти данные, можно высчитать количество осветительных приборов.

Для комнаты удобно использовать лампочки мощностью 10 Вт. Учитывая это, их количество будет следующим:
Х = 3600/900 = 4 шт
То есть в комнату нужно смонтировать люстру на 4 лампочки мощностью по 10 Вт. Например, вы можете взять недорогие Uniel UL.

Обратите также внимание, что в зависимости от типа плафонов в люстре, могут понадобиться лампочки сильнее или слабее по мощности. Если, к примеру, у вас люстра с плафонами, которые смотрят вниз и лампочка не закрыта полностью, световой поток будет рассеиваться практически максимально. Однако если плафоны смотрят вверх, и они к тому же не прозрачные, а матовые, то световой поток будет немного поглощаться стеклом плафона, поэтому лампочки по мощности нужно будет взять с запасом, чтобы сохранялась нужная освещенность.

Как рассчитать количество галогеновых и люминесцентных ламп?

Если вы вдруг еще используете в своей квартире не светодиодные, а галогеновые или люминесцентные лампы, тогда необходимо знать их соответствие мощности к световому потоку. Ниже в таблице приведены такие соответствия.

Дальше количество ламп рассчитываем по тем формулам, которые приводились для светодиодных приборов. Однако все же рекомендуем со временем перейти на светодиодные лампочки, так как они более экономичные и долговечные, чем другие осветительные приборы.

https://svet-komfort.ru/drugoe/potreblyaemaya-moshchnost-svetodiodnyh-svetilnikov.html
https://ichip.ru/sovety/ekspluataciya/kak-rasschitat-osveshchennost-kvartiry-708562