Как произвести расчет освещения с помощью светодиодных ламп

На смену лампам накаливания приходят экономные LED-светильники. Для правильного размещения осветительных приборов требуется расчет светодиодного освещения.

Нормы освещенности для помещений различного назначения

Уровень освещенности указывается в люксах (Лк). Это световой поток мощностью 1 люмен (Лм), приходящийся на 1 м² помещения. Люмен — параметр, воспринимающийся глазами человека, меняется в зависимости от освещаемой площади. Если направить 100 Лм на 1 м², то освещенность составит 100 Лк. Если эти же лучи спроецировать на 10 м², показатель освещенности будет только 10 Лк.

В зависимости от назначения комнат, проводимых работ к уровню освещенности предъявляются свои требования. Существуют нормативы СНиП, касающиеся разных видов помещений. Согласно им, требуемая освещенность составляет (в Лк):

• для коридора, ванной, туалета, кладовой — 50;
• в гардеробе — 75;
• для лестницы многоэтажного дома, сауны — 100;
• на кухне, в спальне, гостиной — 150;
• для детских комнат — 200;
• в библиотеках, кабинетах, офисе с ПК — 300;
• в помещениях для чертежных работ, сборки мелких деталей — 500.

Ориентируясь при выборе на люксы светодиодного светильника, не забывают, что это показатель освещенности для 1 м². Если вкрутить в спальне площадью 10 м² лампочку 150 Лк, этого будет недостаточно: требуется 1500 Лк.

Нормативы СНиП рассчитаны на помещения со стандартной высотой потолков 2,7 м.

Чем дальше расположены лампочки от объекта, тем хуже он освещается. Поэтому применяется коэффициент поправки для потолка высотой более 2,7 м. Он составляет в зависимости от уровня подъема потолков:

• до 3 м — 1,2;
• в пределах 3,0-3,5 м — 1,5;
• от 3,5 м до 4,5 м — 2.

Прослеживается прямая зависимость: потребность в свете возрастает с увеличением высоты потолка.

Важен ли вид освещения и характеристика поверхности

Дизайнерское оформление помещений предполагает 3 вида освещения: акцентированное, функциональное, общее. Каждый из них в большей или меньшей степени влияет на освещенность. Зная особенности видов, рассчитывают необходимый показатель.

Акцентированное освещение применяется в интерьере для выделения объектов, создания желаемой атмосферы. Используются различные световые эффекты, оттенки, получаемые от экономных источников: светодиодных лент, маленьких светильников. Особые требования к уровню освещенности не предъявляются.

Функциональное освещение служит для дополнительной подсветки рабочего места на кухне, в мастерской, кабинете, у зеркала и т.п. Дизайнеры применяют его для зонирования комнат.

Назначение общего освещения — дать количество света, необходимое для помещения. Источники размещают на потолке, стенах, используют торшеры и т.д. Тип светильников роли не играет. Общее освещение используют при расчетах необходимого уровня, не принимая во внимание акцентированное, иногда учитывают местное.

Иногда после всех расчетов оказывается, что освещенность недостаточная. Такое случается, когда не учитывают отражающую способность поверхностей. Если стены или пол комнаты темные, потолок матовый, освещенность уменьшается. Например, освещение над столом яркое, его достаточно для работы. Для чтения книги на диване интенсивности света мало, потому что лучи плохо отражаются от темных стен.

Существует коэффициент отражения (КО), который зависит от цвета поверхности:

• белые стены и потолок отражают 70% света;
• светлые — 50%;
• серые — 30 %;
• темные — 10%.

Черные поверхности не отражают ничего, поглощая лучи. Определяют освещенность с учетом отражения, используя таблицы. Существует упрощенная формула, согласно которой усредненный отражающий коэффициент равняется сумме КО стен, потолка, пола, разделенной на 3. Этот коэффициент используют при расчетах.

Какие данные необходимы для расчета

Рассчитывают количество светильников для комнаты простыми методами: по электрической мощности и световой. Главное, чем отличаются методы, — единицы измерения. Для вычислений по электрической мощности это Ватты, по световой — люмены.

Кроме этих параметров, учитывают:

1. Габариты помещения: длину, ширину. Умножая их, находят площадь.
2. Необходимую мощность.
3. Высоту потолка. Если больше 2,7 м, применяют коэффициент.
4. Отражающую способность поверхностей. Находят усредненное значение по вышеприведенной формуле.

Как рассчитать освещенность стандартными лампами

Самый простой способ расчета основан на сравнении мощности светодиодов и накальных источников света. На упаковке первых указывают соотношение этих показателей. Например, читают надпись: 10 W=100 W. Вычисляют необходимое количество спотов. Исходят из того, что оптимальным считается освещение, когда на 1 м² приходится 20 Вт лампочки накаливания.

Алгоритм вычисления количества светодиодов по этой схеме:

• узнают площадь помещения;
• результат умножают на 20 (количество необходимых ватт);
• полученное число делят на мощность 1 экономлампы.

Подобным методом пользуются чаще всего. Он простой, но не отличается точностью. Более совершенный способ — рассчитать по мощности светового потока. Порядок вычисления:

1. Пользуясь таблицей, узнают, сколько люксов требуется на 1 м².
2. Умножают показатель на площадь комнаты. Получают общую мощность, которая выражается уже люменами.
3. На упаковке каждого светодиода есть надпись, указывающая номинальный световой поток, например 900 Лм. Осталось приобрести такое количество лампочек, чтобы сумма достигла требуемого значения.

Еще способ, применяя который узнают количество спотов по размерам комнаты. Применяется формула: N=(S×W)/P.

• N — требуемое количество светильников;
• S — площадь, м²;
• W — необходимую мощность потока светового излучения, Вт/м²;
• P — мощность отдельного светодиода.

Показатель W для светодиодных ламп в зависимости от помещения, Вт/м²:

• для коридора — 1;
• в санузле, спальне — 2;
• в гостиной — 3;
• на кухне — 4.

При самостоятельных расчетах учитывают важные моменты:

1. Если результат дробное число, округляют до большего значения.
2. Светодиоды эффективно освещают пространство под углом 120°. Чтобы добиться ровного освещения без перепадов, увеличивают количество светодиодов, уменьшая мощность.
3. Светильники в люстре расположены ниже, чем точечные на потолке. Последние подбирают с интенсивностью света на 20% больше.

Приведенные методы не принимают во внимание высоту помещения, коэффициент отражения стен, пола и потолка, другие факторы. Более точные вычисления дает онлайн-калькулятор, который эти параметры учитывает.

Расчет точечного освещения с примером

Приведенные ниже примеры убеждают, что расчет освещения светодиодными светильниками несложный.

Пример вычисления по электрической мощности для спальни 3,5×4,5 м. Площадь составляет 15,75 м². Умножают на норму для 1 м² — 20 Вт, получают 315 Вт. Подбирают необходимое количество светильников по мощности каждого, чтобы в сумме получилось 315 Вт или немного больше.

Второй пример — вычисление по световой мощности. Для детской комнаты требуемая освещенность 200 Лк (для 1 м²). Ее размеры — 3×4=12 м², всего понадобится 2400 Лм. Если взять лампы LED с номинальным световым потоком 400 Лм, их потребуется 6 шт.: 2400/400=6.

Третий пример с использованием формулы N=(S×W)/P для санузла площадью 10 м². Уровень освещенности для него W=2 Вт, планируется монтаж спотов по 5 Вт. Подставляют значения в формулу: (10×2)/5=4 шт.

Как проверить уровень освещенности

Интенсивность светового потока в разных помещениях определяется по формуле F=E×S×K. Буквами обозначены:

• E — норма освещенности из таблицы, Лк;
• S — площадь комнаты, м²;
• K — поправочный коэффициент.

Последний показатель зависит от отражающей способности поверхности, высоты установки светильников. Для профессионального определения уровня используют специальные таблицы. В них указана отражающие свойства множества предметов. В быту применяют более простые расчеты. Коэффициент для жилых помещений с LED- освещением принимается 1,1.

Проверяют освещенность люксометром.

Искусственное и естественное освещение замеряют отдельно. Работа прибора основана на том, что встроенный фотоэлемент улавливает световые лучи, которые преобразуются в электричество. Его величина прямо пропорциональна уровню освещенности. Показания отображаются на шкале или экране.

Замеры проводят в местах с разной интенсивностью световых потоков. Проверяют освещенность только горизонтальных поверхностей, удаленных от приборов с электромагнитным излучением. Вначале проверяют общую освещенность, затем — рабочих мест. Данные сверяют с нормативами.

При недостаточном освещении доводят показатель до требуемого уровня. Преимущественно работа заключается в установке дополнительных светильников. Планируя постройку нового здания, определяют уровень освещенности, от которого зависит комфортность проживания и работы.

Расчет освещенности помещения светодиодными лампами

Наиболее актуальный вопрос при замене обыкновенных лампочек накаливания на светодиодные – как рассчитать необходимое количество светодиодных ламп. Для нас привычно, что в туалете светит лампочка на 60 Вт, а в зале три-четыре по 100 Вт. Но для светодиодов такие параметры неприменимы. При установке необходимо производить определение суммарного светового потока.

Расчёт освещенности помещений различного назначения

Для каждой комнаты уровень освещённости подбирается индивидуально и зависит от того, какие работы будут проводиться в помещении. В тех комнатах, где вы будите читать либо писать яркость должна быть максимальная, а для коридора достаточен уровень освещенности почти на порядок ниже.

Наиболее простой способ подобрать замену нитям накаливания по таблице их световых потоков.

Возьмём в качестве примера гостиную комнату площадью 20 м.кв, в которой стоят четыре обыкновенных лампы накаливания по 100 Вт. Суммарный световой поток такой люстры составит 1200*4=4800 люмен. Делим световой поток на площадь помещения: 4800/20=220 люмен/м.кв (люкс).

Расчет освещения светодиодными светильниками

Здесь используются очень простые формулы:

Расчет количества светодиодных светильников по площади производим исходя из размеров комнаты и требуемого уровня освещения.

Световой поток одной лампы = уровень освещённости * площадь комнаты / количество ламп

Расчет светодиодного освещения на квадратный метр:

Уровень освещённости = количество ламп * световой поток лампы / площадь освещения

Сколько нужно светодиодных светильников на квадратный метр зависит от типа монтажа светильников. Если светодиоды устанавливаются в обычную люстру, их световой поток подбирается исходя из необходимого уровня интенсивности света. При монтаже точечных светильников по периметру – делим необходимый уровень на показатель светового потока ламп, которые мы планируем устанавливать.

Не следует забывать, что эффективный угол света светодиодов около 120 градусов, поэтому количество светильников на квадратный метр должно быть таким, что бы свет был равномерным, без перепадов. Это достигается увеличением количества источников света с пропорциональным уменьшением мощности каждого источника.

Следует учесть, что лампочки, расположенные в потолке, находятся на 20-30 см выше, чем в люстре, поэтому интенсивность света должна быть на 15-20% выше.

Онлайн калькулятор

Для определения количества источников света, можете использовать калькулятор расчета освещенности помещения светодиодными лампами:

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.

Неточности и погрешности при расчёте светодиодного освещения

Часто замену обыкновенных лампочек на светодиодные производят во время планового ремонта. После, в процессе эксплуатации, оказывается, что света недостаточно.

Основная причина таких казусов – отсутствие учета коэффициента отражения поверхностей.

Переклейка более тёмных обоев, использование линолеума либо ламината тёмных оттенков, матовый подвесной потолок способны ощутимо уменьшить освещённость в помещении. В данном случае мы говорим об общей освещённости. Интенсивность света на письменном столе, над которым смонтирован светодиодный светильник, может быть достаточной. А вот попытка чтения любимой книги, лёжа на диване, будет вызывать дискомфорт, если стены будут мало отражать свет от потолочных светильников.

Для определения коэффициента отражения принято учитывать такие коэффициенты:

• 70% — белый цвет поверхности;
• 50% — светлый;
• 30% — серый;
• 10% — темный;
• 0% — черный;

Существует множество поправочных таблиц для определения освещённости поверхности при различных коэффициентах отражения. Ради лёгкости расчёта можно использовать упрощённую формулу.

Общий коэффициент отражения = (КО потолка + КО стен + КО пола) / 3

Так мы получаем усреднённые, которые позволят заложить поправочный коэффициент в наши расчёты.

Пример:

В комнате белый потолок (КО 70%), персиковые обои (КО 50%) и светлый ламинат (КО 50%).

Средний коэффициент отражения = (0,7+0,5+0,5)/3*1,2 = 0,7

Если в комнате установлены светодиодные лампы с номинальным световым потоком 1400 люмен, при расчете светильников на помещение берем 1400*0,7 = 1000 люмен.

https://obosveschenii.ru/svetodiodnoe-osveshhenie/raschet-svetodiodnogo-osveshheniya

Расчет освещенности помещения светодиодными лампами