Расчёт светодиодного освещения по площади помещения, методы и формулы

Обозримым мир вокруг становится благодаря природному воздействию света на глаз человека (видимой малой доли спектра электромагнитного излучения). Обычный свет солнечным днём – лучшее мерило освещения для людей. Непродуманная установка световых приборов в доме негативно влияет на зрение и здоровье, искажает дизайнерские идеи обустройства. Если правильно выполнен расчёт освещения по площади помещения, то достигается равномерное восприятие глазом освещённости всего окружающего пространства. Рассмотрим характеристики освещённости, какие есть особенности и преимущества у светодиодных ламп, способы расчётов их числа.

Семь раз подумай перед просчётом освещения

Зачем нужны подсчёты по свету и что следует знать

Комфортная среда нахождения в доме для человека создаётся искусственным светом от ламп. При недостаточности или излишках ощущения света возникает дополнительное напряжение зрения и раздражение глаз, появляется потребность в очках, снижаются ресурсы с упадком сил, ухудшается самочувствие. Поэтому делается обязательный расчёт освещения помещения, определяется соответствие установленным санитарным нормам, подбирается оптимальный вариант источников света близкий к естественному освещению.

По оформлению и способам распределения необходимого в доме, в помещениях света, везде электроосвещение подразделяют на 3 вида: общее, акцентированное, местное. Бывает сложно разобраться с вычислениями общего освещения светодиодными лампами для жилого дома. При расчёте потребуется понимание основных параметров и определений объекта-света.

Основные световые характеристики, единицы измерения

Свет можно измерить и описать, как и многое другое на «свете». В физике освещённость – есть величина «интегральная», определяемая многими параметрами, изучаемыми наукой фотометрией.

Таблица 1. Используемые физические понятия света, обозначения и единицы измерения:

Люмены потока света – энергия волн от источника, излучаемая по всем направлениям, воспринимаемая как «яркость» по зрительному ощущению. Световые потоки по распределению лучей света бывают отражёнными, рассеянными, прямыми. Определяется тем большее число люменов, чем больше весь учитываемый поток света.

Сила света (I) похожа на плотность в пространстве потока света, его интенсивность. При определении I световой поток (Ф) делится на телесный угол (ꭥ) в стерадианах по направлению потока.

Понятие освещённости связывает количество света (светового потока) приходящегося на площадь освещаемой поверхности (E=Ф/S). Величина люксов прямо зависит от силы света источника и обратно пропорционально от квадрата расстояния до источника (при условии перпендикулярности потока к поверхности).

Прослеживается при определении величин света их взаимосвязь и качественное различие: что сам светильник ярче при больших люменах, а поверхность освещена больше при достаточно высоких величинах люксов.

Источник характеризуется эффективностью преобразования электроэнергии в свет (световая отдача Н). Она измеряется в люменах на ватт.

Обмен энергией (излучением света) между электрическим источником и внешним помещением (по яркости) – по сути, работа в физическом представлении (1 Джоуль = 1 Ватт * 1 сек). Работой считается мощность излучения, умноженная на время. При известном усреднённом значении световой отдачи (Н) лампы можно примерно определить световой поток. Более ярким будет источник света при большей мощности освещения. Из источников с равной силой света (I) потребляют меньшую электрическую мощность светодиодные лампы.

Сравнение по светоотдаче источников:

1. Вакуумная лампа накаливания с вольфрамовой нитью – от 8 до 10 лм/Вт..
2. Галогеновая лампа – от 12 до 15 лм/Вт.
3. Люминесцентная лампа с преобразованием напряжения в цоколе – от 50 до 70 лм/Вт.
4. Светодиодные современные светильники – от 100-120 лм/Bт.

Для визуального понимания предмета каждому человеку важно воздействие света и цвета (особенно для художников). Определённое восприятие зрительным нервом конкретного установленного цвета спектра и фиксирует понятие цвета.

Цветовая температура (К) обозначает цветность излучения света. Обычная температура и цветовая температура – разные понятия; у неба зимой, в мороз, цветовая температура составляет 12000К, у зажжённой свечи в 10 раз меньше – 1200К.

Применяют в практике определения цветности белого света:

• дневного света – более 5000 К,
• нейтрального – от 3300 до 5000 К,
• тёплого – менее 3300 К.

Глаз так устроен, что наличие синих оттенков в излучении источника снижает яркость его визуального восприятия.

Нормы освещённости для разных помещений

В жилом доме несколько видов помещений, предназначенных для отдыха и работы, всевозможных действий человека. По гигиеническим требованиям регламентируются нормы освещённости внутри отдельных помещений. Для крайнего севера и полярных станций разработаны отдельные нормы и стандарты.

Просто считать освещённость по нормам СНиП недостаточно. Важно учитывать для какого использования назначена комната. Требуется максимальная яркость при чтении, письме, чертёжных работах, где необходимо мелкая детализация предметов.

Таблица 2. Нормативные величины освещения жилых комнат:

При определении мощности освещения на 1 м² в помещении измеряются не Ватты светильника, а поток (Ф) в Люменах на площадку в 1 кв. м. Значения в таблице показывают средние нормативные величины освещения 1 м² площади. Освещённость для проверки соответствия нормам измеряется приборами с фотодатчиками.

Данные заполнены для комнат высотой 250-300 см (источник на уровне потолка). При меньшем расстоянии от светильника к горизонтальной поверхности поток света ярче.

Расчёт света по площади в комнате со светодиодными светильниками

Лампы на светодиодах имеют высокую функциональность и следующие достоинства:

• У led-ламп небольшие затраты электроэнергии. Светоотдача светодиодных ламп в десятки раз больше в сравнении с другими видами светильников (>100-120 лм/Bт).
• Нагрев у led-ламп незначительный (большой КПД).
• Безвредны, в них нет ртути, без ультрафиолета.
• У больших светильников создаётся меньше теней.
• Период службы ламп оценивается до 25 лет.

Способы выполнить расчёт люменов для помещения и числа ламп

Расчёт по световой мощности

Освещённость в помещении – частное от деления (Ф) от светильников на (S), Е = Ф / S. Тогда для установления уровня освещённости служит формула расчёта освещённости помещения: Ф = ЕxSxk. Е – норма освещённости 1 кв. м помещения из т.2 (лк), а S – площадь. Коэффициент k в обычном расчёте – 11/10 (при высоте 2,5-2,7 м). Получим мощность светового потока (лм). Далее рассчитывается подбираемое число ламп по их мощности (Лм). Просчитанную мощность светового потока в Люменах делим на величину светового потока одной выбранной лампы из табл.3.

Зависит k от характера отражения от стен, потолка, поверхностей света в помещении (в специальных таблицах) и высоты подвешивания источника света. Если потолок и лампа повыше, то количество люксов в таблице 2 следует увеличить (по коэффициенту).

Видео описание

Видео покажет и расскажет, как рассчитать освещение в помещении.

Рассчитываем по затрачиваемой мощности электричества

Метод не совсем точен, но прост в вычислении. На освещение 1 м2 поверхности усреднённо требуется 20 Вт. Площадь освещения светодиодного светильника умножаем на количество требуемых ватт. Результат и есть общая мощность. Она делится на мощность самой лампы для определения числа ламп.

Всегда следует ориентироваться на действующие нормы освещённости для жилых помещений и на маркировку ламп производителя.

Таблица 3. Световые потоки по мощности светодиодных ламп

Для комплексной системы освещения с помощью нескольких светодиодных ламп следует рассчитывать суммарный поток составных элементов. Качество освещённости зависит от равномерного расположения осветительных ламп.

Пользователи Интернета без затруднений смогут выполнить расчёт светодиодных светильников по площади помещения в калькуляторе, разработанной сервисной программой. После ввода основных исходных данных для программы просчитается автоматически требуемый результат без дополнительных поисков нормативных данных и методов расчёта. Дробный результат округляется в большую сторону.

Коротко о главном

Санитарные нормы по освещённости устанавливаются для охраны здоровья и безопасности человека, поэтому при установке ламп обязательно сверяются с ними. Точно измерить поток света сложно и долго, для упрощения используются в расчётах справочные, сравнительные таблицы с усреднёнными данными.

Светодиодные лампы целесообразнее в применении почти по всем требованиям. Более высокая стоимость окупится на энергосбережении.

Нормы освещенности в жилых комнатах и других помещениях

Не секрет, что при плохой освещенности на рабочем месте быстро устают глаза, а значит и в целом человек вернется после окончания рабочего дня домой более уставшим. Головные боли, общее ухудшение состояния организма, как физическое, так и психологическое, нарушения функции зрения – на все это влияет неправильно подобранный и выстроенный свет. Исправить это довольно просто, нужно лишь понять, как оптимально осветить свое рабочее место, зону отдыха и жилое помещение в целом, и каковы установленные нормы, регламентирующие этот параметр. Для этого и были разработаны стандарты строительных норм и правил (СНиП).

СНиП – это документ, разработанный специально для стандартизации освещенности жилых и производственных помещений при строительстве. Но он также используется и для контроля в обжитых помещениях. Согласно ему, измерив уровень освещенности в любой из комнат при помощи люксметра, можно понять, нужно ли поменять лампы на более мощные или наоборот света в помещении слишком много. Ведь и излишек его ведет к неприятным ощущениям. Так какие же нормы освещения существуют для жилых помещений?

Жилые помещения

В квартире или собственном доме не меньше чем в офисе (а может даже и больше) требуется контроль за освещенностью. Нормы СНиП (как гласит таблица освещенности) для этих помещений (в люксах) таковы:

• на чердаке и в подвале – 20 лк;
• в туалете, душевой и ванной комнате – 50 лк;
• в холле и коридоре – 50 лк;
• в гардеробной – 75 лк;
• в бане и бассейне – 100 лк;
• в спальне и кухне – 150 лк;

Офисные помещения

• офис общего помещения с использованием компьютеров – 300 лк;
• офис, в котором осуществляются чертежные работы – 500 лк;
• зал для конференций, переговорная комната – 200 лк;
• эскалатор, лестница – 50–100 лк;
• холл, коридор – 50–75 лк;
• архив – 75 лк;
• подсобные помещения, кладовая – 50 лк.

Расчет освещенности

Уже стало привычным при приобретении ламп обращать внимание на маркировку силы светового потока. Как раз на основе этих данных и можно понять, подойдет или нет световой прибор для комнаты. Но как же понять, хватит ли на освещение жилого помещения светового потока лампы, если она указана в люменах, а требуется люкс? При расчетах 1 лм = 1 лк/кв. м.

Можно рассмотреть пример подобного расчета. Если допустить, что требуется освещение бани или бассейна с площадью 50 кв. м, тогда для начала необходимо норму, прописанную в СНиП умножить на площадь помещения, а значит 50 х 100 = 5 000 лк. Из чего делается вывод, что сила общего светового потока всех световых приборах помещения должна составить 5 000 лм.

Таблица средних показателей светового потока различных ламп

Согласно таблице средних показателей светового потока различных ламп, для такого помещения потребуется либо 6 светодиодных ламп мощностью 12 Вт, либо 6 люминесцентных по 20 Вт, либо так же 6 ламп накаливания по 75 Вт, что в сумме составит 5 200 лм. Как можно понять, ничего архисложного в расчетах освещенности помещений по норме нет. Конечно, вычисления по такой таблице усредненные, но ведь при приобретении лампы ничего не мешает посмотреть по маркировке силу ее светового потока.

Значимость света

В жизни человечества свет всегда играл важную роль, ведь до 91% всей информации мы получаем именно посредством зрения. А в наш век высоких технологий, при постоянной работе с компьютером сохранение острого зрения выходит на передний план.

Но, как оказалось, совсем не обязательно зрение человека ухудшится даже при условии того, что он работает за компьютером по 8 часов в сутки. Намного быстрее зрение испортится при ненадлежащем освещении в комнате, где он проводит большую часть времени. А если добавить к ухудшению зрения еще и нервозность, испорченные семейные отношения – перечислять можно до бесконечности. Но ведь ничто не мешает заняться планированием освещения в своей квартире. Для этого нужно лишь правильно подобрать лампы, сделав предварительно нехитрые расчеты.

Искусственное освещение квартиры может быть направленным, т. е. подающимся с потолочных светильников, бра и торшеров, а так же рассеянным. Такая подсветка стала в последнее время очень популярна. Смотрится на многоуровневых потолках она очень красиво, но сама по себе, без направленного света, обеспечить хорошее освещение комнаты не может, а потому используется лишь как дополнительный свет.

Потолочная светодиодная подсветка в виде дополнительного освещения

Влияние света

Конечно, наилучшим является естественное освещение комнаты. Именно поэтому при строительстве своих домов люди стараются сделать большими окна, которые обеспечат доступ большего количества естественного света. Но ведь ночью естественное освещение отсутствует. Вот потому в любом доме или квартире устанавливается такая подсветка, которая сможет быть конкурентоспособной или хотя бы похожей на естественную освещенность. Если же схожести нет, то при нахождении в таком помещении долгое время помимо чувства дискомфорта человек будет испытывать и другие нехорошие ощущения. А грозит это вот чем:

• появление головных болей;
• увеличение раздражительности;
• снижение работоспособности;
• возможность развития кожных заболеваний;
• снижение остроты зрения;
• появление проблем со сном;
• иногда снижение аппетита.

Получается, что неправильная освещенность помещения, несоблюдение норм в первую очередь скажется на здоровье. А первые, кто почувствует на себе все проблемы – это дети. В их случае нарушения функций организма ввиду неправильного освещения могут стать иногда даже необратимыми. Следовательно, в жизни человека освещенность, особенно искусственная, играет огромную роль, причем с точки зрения и физиологии, и психологии.

СНиП на производстве

Правильное освещение производственного цеха

Очень важным фактором, который отвечает и за выработку, и за безопасность на производстве, конечно же, являются нормы освещения. Необходимо попробовать понять, почему же уменьшается количество брака, улучшается внимательность и снижается травмированность персонала после обычной проверки освещенности и замены ламп на более мощные.

Благодаря многочисленным исследованиям удалось выяснить, что нарушения техники безопасности и технологии производства чаще всего происходят не из-за злого умысла или человеческого фактора, а именно из-за нарушения стандартов строительных норм и правил освещенности помещений. Как оказалось, зрительный аппарат человека при снижении уровня света также снижает функционал своей работы. Существуют следующие данные, характеризующие зрительную работу:

• при общей освещенности в 5 000 люкс зрительный аппарат работает с наивысшей точностью;
• 1 200 – очень высокая точность;
• 750 – высокая точность;
• 200–300 – средняя точность;
• 150–200 – низкая точность.

Отсюда вывод, что как бы работодатель ни поощрял работников за отлично выполненную работу или как бы ни наказывал за брак – если нормы освещенности офиса или производственных помещений не соблюдены, толку от его действий будет мало.

Подводя итог

Конечно, стандарты строительных норм и правил в области освещенности – величины средние, и каждый сам решает, какие световые приборы устанавливать в своей квартире и какой они будут мощности. Но не следует забывать, что нормы разрабатывались с учетом многих показателей и исследований. Вполне приемлемо, если освещенность помещения будет немного выше параметров, изложенных в СНиП, но всему есть предел.

Не стоит устанавливать в комнате прожектор, который будет выдавать световой поток, режущий глаза. И уж конечно не добавит здоровья освещение, при котором придется напрягаться при чтении. Так что же главное в планировании освещения помещения? Еще несколько советов:

• Нужно максимально ровно распределить светильники. Наилучшим вариантом будет использовать точечное освещение, которое равномерно распределено по всему потолку.
• Избавиться от резких переходов из темного в светлое, а также от мерцания.
• Свет от источника должен быть приятным для глаз.
• Также приятен должен быть и спектр цвета.
• Свет не должен ослеплять.
• Насколько возможно меньше теней.
• Не нужно забывать о параметрах светоотражения мебели, потолков и стен.

При соблюдении всех правил и норм не придется после кусать локти, стоя в очереди к врачу-окулисту или будучи на приеме у психолога. Ведь главное – это здоровье, свое и семьи.

https://m-strana.ru/articles/raschyet-osveshcheniya-po-ploshchadi-pomeshcheniya/

Нормы освещенности в жилых комнатах и других помещениях