Проектирование освещения
Расчет освещенности методом коэффициентов использования
Основные исходные данные
- Длина — a (м), ширина — b (м), высота — h (м)
- Коэффициенты отражения потолка, стен и пола
- Расчетная высота (расстояние между светильником и рабочей поверхностью)
- Тип лампы
- Требуемый уровень освещенности
- Таблицы коэффициентов использования
- Таблица коэффициентов отражения
- Таблица рекомендуемых уровней освещенности
- Таблица начального светового потока люминесцентных ламп
Расчетные формулы
Определение площади помещения: S=a • b
Определение индекса помещения:
Определение требуемого количества светильников:
- E — требуемая освещенность горизонтальной плоскости, лк
- S — площадь помещения, м2
- K3 — коэффициент запаса (K3 =1,25)
- U — коэффициент использования установки
- Фл — световой поток одной лампы, лм
- n — число ламп в светильнике
Пример расчета
Офис подвесные потолки «Байкал», светло-зеленые обои, серый ковролин
Исходные данные
- Помещение — а = 6 м, b = 5 м, h =3,5 м Светильник — TLC418
- Лампы — люминесцентные 18 Вт, в одном светильнике 4 лампы Фл= 1150 лм
- Нормы освещенности — Е = 500 лк на уровне 0,8 м от пола
- Коэффициент запаса — K3 = 1,25
- Коэффициенты отражения — потолка — 50, стен — 30, пола — 10
Расчет
- Определяем площадь помещения:
- S=a • b= 6 • 5=30 м2
- Определяем индекс помещения:
Определяем коэффициент использования, исходя из значений коэффициентов отражения и индекса помещения: U=48
| TLC418 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Потолок | 80 | 80 | 80 | 70 | 50 | 50 | 30 | |
| Стены | 80 | 50 | 30 | 50 | 50 | 30 | 30 | |
| Пол | 30 | 30 | 10 | 20 | 10 | 10 | 10 | |
| i=0,6 | 59 | 42 | 35 | 41 | 39 | 35 | 35 | 31 |
| i=0,8 | 66 | 50 | 43 | 48 | 46 | 42 | 41 | 37 |
| i=1 | 71 | 56 | 48 | 54 | 51 | 47 | 46 | 42 |
| i=1,25 | 77 | 63 | 54 | 60 | 56 | 53 | 52 | 49 |
| i=1,5 | 80 | 68 | 58 | 63 | 60 | 57 | 56 | 52 |
| i=2 | 83 | 73 | 62 | 68 | 63 | 61 | 60 | 57 |
| i=2,5 | 86 | 77 | 65 | 71 | 66 | 64 | 63 | 60 |
| i=3 | 88 | 80 | 68 | 74 | 68 | 67 | 66 | 63 |
| i=4 | 89 | 83 | 70 | 76 | 70 | 68 | 67 | 64 |
| i=5 | 91 | 86 | 72 | 78 | 71 | 70 | 69 | 66 |
Определяем требуемое количество светильников:
Что нужно знать о свете в помещении, индекс освещения в таблицах
Все хорошо, что в меру. Эта незыблемая истина должна всегда сопровождать человека на всем его жизненном пути. Одним из наиболее важных аспектов современной жизни является освещение в темное время суток, от которого уже не деться никуда. Свет для людей считается главным спутником жизни и от его качества напрямую зависит наше здоровье.
Чтобы создать в любом помещении, будь то дом, работа или промышленность, оптимальные условия труда в первую очередь необходимо рассчитает оптимальный уровень освещенности. И очень часто в вычислениях фигурирует такое понятие, как индекс освещенности помещения. Этому параметру и будет посвящена наша статья.
Почему нужен расчет
В ситуации, когда необходимо рассчитать уровень освещенности для определенного помещения нужно учитывать массу нюансов. При этом для определения данного параметра можно использовать самые разнообразные методы.
Обратите внимание! В зависимости от того, какой тип освещения нужно просчитать (естественный или искусственный) и выбирают метод расчета.
Естественная и искусственная подсветка комнат
Прежде чем начинать математические вычисления, следует понять важность света для человеческого зрительного анализатора. Через зрение мы получаем до 90 % информации об окружающем мире. Поэтому от качества подсветки внутренних помещений, а также улицы зависит то, насколько люди могут эффективно воспринимать окружающий их мир и получать из него необходимые сведенья.
Если на протяжении длительного периода освещение будет некачественным, то это может привести к следующим последствиям:
- снижению остроты зрения;
- появлению различных нарушений в общем состоянии здоровья;
- расстройство нервной системы, которое проявляется в ухудшении качества сна, появлением бессонницы, излишней агрессивностью;
- травмирование людей об объекты, которые не видны при плохом освещении.
Как видим, очень важно создать для помещения правильный уровень освещенности. Знания о том, как правильно рассчитать степень подсветки помещения будут полезны не только для профессиональных электриков, узкоспециализированных техников, но и для людей, которые намерены своими руками построить частный дом.
Комната и ее роль в расчетах
Одним из наиболее важных параметров, который всегда нужно оценивать, проводя соответствующие вычисления, всегда будет комната. И связано это с тем, что она может иметь самые разнообразные параметры:
- габариты (высота, ширина и длина);
- количество окон, которые будут выступать в роли источника естественного освещения;
- геометрия пространства помещения. Комната может иметь как стандартную геометрию (прямоугольник или квадрат), так и необычную – быть с изгибами, встроенными шкафами и т.д. Геометрия пространства будет влиять на распространение света в комнате, что обязательно необходимо учитывать при создании в ней системы подсветки.
Кроме того большую роль в расчетах степени освещенности, в том числе и индекса помещения, будет играть предназначение сооружения.
Обратите внимание! Для домашних комнат и другого рода помещений (офисные, промышленные, производственные и т.д.) имеются свои критерии вычисления уровня освещенности. Поэтому, если вы хотите действительно правильно провести вычисления, обязательно нужно учитывать тип помещения.
На что опираться при расчетах
Собираясь провести определение различных параметром системы освещения (индекс помещения, количество осветительных приборов, световой поток и т.д.) необходимо ознакомиться с информацией, приведенной в такой документации, как СНиП. Здесь содержаться все нормы, требования и правила, которые необходимо знать, организую подсветку той или иной комнаты.
Обратите внимание! В документе все наиболее важные параметры приведены в таблицах. Каждая таблица отображает свой параметр, который нужен для вычисления того или иного типа подсветки (искусственное или естественное освещение).
Нормы освещенности по СНиП
Кроме того, существуют специальные методы расчеты для разных типов подсветки. Это все нужно учитывать, чтобы провести правильно все необходимые вычисления.
Любой расчет в данной ситуации направлен на то, чтобы организовать в помещении максимально приближенное к естественному типу освещение.
Световой поток и его значение в расчетах
Наиболее часто для вычисления степени освещенности, требуемой для того или иного сооружения, применяют метод коэффициента использования светового потока. Данный параметр определяется h.
Именно при расчете освещения методом коэффициента применения светового потока и нужен индекс помещения (i). Для вычисления этого коэффициента и нужен искомый индекс, а также еще коэффициенты отражения поверхностей.
Стоит отметить, что в любой комнате такие поверхности, как пол, потолок и стены обладают определенным светоотражающим эффектом, которые отражает одноименный коэффициент. Он имеет следующий вид: для стен – rc, для потолка – rn и для пола – rp.
Естественно, что степень светоотражения поверхностей будет напрямую зависеть от отделки. К примеру, для светлой отделки, эти значения будут равны: rn – 70%, rр — 30% и rс – 50%. При наличии незначительной запыленности пространства (характерна для производственных комнат) значения уже составят: rn – 50%, rр — 10% и rс – 30%. Самые низкие значения (rn – 30%, rр — 10% и rс – 10%) будут для пыльных помещений.
Приблизительно этот коэффициент для различных поверхностей будет иметь следующие значения:
- побелка — 70-80 %;
- светлая краска – 50 %;
- для бетонной поверхности, которая оклеена светлыми обоями – 30 %;
- темные обои и штукатурка – 10 %.
Стоит обратить внимание, что существует таблица, которая объединяет в себе как индекс помещения, так и коэффициенты отражения от различных поверхностей. Эта таблица приведена ниже:
Таблица для расчета степени освещенности
Эта таблица является справочным материалом и всегда приведена в литературе, по которой осуществляется определение уровня освещенности. Но кроме таблицы, данный параметр можно достаточно легко вычислить.
Расчет искомой величины
Знание того, каким образом можно рассчитать индекс помещения для освещения будет полезным при отсутствии справочного материала. Этот параметр можно вычислить, используя следующую формулу:
Обратите внимание! Встречаются формулы, в которых вместо S будут указаны буквы (АхВ). Это одна и также формула, просто в первом случае приведена уже посчитанная площадь комнаты, а во втором перемножены длина и высота помещения.
В приведенной выше формуле для вычисления искомого параметра необходимо будет использовать следующие значения: В, А и Н – ширина, длина и расчетная высота. Под расчетной высотой подразумевается, на каком расстоянии от рабочей поверхности будет находиться подвес осветительного прибора. Для ее определения нужно из общей высоты потолка в комнате вычесть отвес лампы. Обычно, подвес имеет длину от 0,2 до 0,8 м.
Расчетная высота подвеса
Таким образом можно заключить, что индекс помещения представляет собой геометрическую характеристику комнаты. Этот параметр может использоваться в ситуации, когда освещение рассчитывается через коэффициент применения осветительных приборов.
Полученное в ходе вычислений значение индекса следует округлить. Округлять значения рекомендуется следующим образом: 0,5; 1,25, 2,0 и т.д. Округление происходит до ближайшего значения. Это позволит более комфортно проводить дальнейшие расчеты, которые нужны для того, чтобы максимально правильно организовать системы освещения.
Как видим, вычислить данный параметр достаточно легко. Для этого не нужно проводить сложные расчеты. Достаточно просто измерить длину, ширину и выросту комнаты, а также высоту подвеса осветительного прибора.
В дальнейших вычислениях найденное таким образом значение позволит эффективно определять и другие не менее важные параметры. Но помните, что остальные формулы, применяемые в данной ситуации, будут иметь более сложный вид. Поэтому, чтобы получить точные цифры можно использовать онлайн-калькулятор, которые позволяет проводить расчеты по различным формулам. Здесь нужно будет только ввести известные цифры и пустые поля и нажать кнопку.
Заключение
Освещение является важной составляющей домашних и рабочих помещений. Причем львиную долю здесь играет помещение и его индекс, который отражает геометрическую составляющую расчетов. Это основа для вычислений уровня освещенности при использовании метода коэффициента применения светового потока.
Трансформаторные подстанции высочайшего качества
с нами приходит энергия
develop@websor.ru
Метод коэффициента использования
При расчете по методу коэффициента использования потребный поток ламп в каждом светильнике Ф находится по формуле
где Е — заданная минимальная освещенность, лк; k — коэффициент запаса; S — освещаемая площадь, м2; z — отношение Еср:Емин; N — число светильников (как правило, намечаемое до расчета); η — коэффициент использования в долях единицы.
В таких помещениях, как конторы, чертежные и некоторые другие, где положение работающего строго фиксировано и создает частичное затенение, следует вводить в знаменатель формулы (5-1) коэффициент затенения около 0,8, но пока это еще не общепринято.
По Ф выбирается ближайшая стандартная лампа, поток которой не должен отличаться от Ф больше чем на -10…+20% . При невозможности выбора с таким приближением корректируется N. При однозначно заданном Ф (люминесцентные светильники, предназначенные для определенных ламп, маломощные светильники, использование которых целесообразно с лампами наибольшей возможной мощности) формула решается относительно N. При всех заданных других величинах формула может быть использована для определения ожидаемой Е.
При расчете люминесцентного освещения чаще всего первоначально намечается число рядов и, которое подставляется в (5-1) вместо N. Тогда под Ф следует подразумевать поток ламп одного ряда.
При выбранном типе светильника и спектральном типе ламп поток ламп в каждом светильнике Ф1 может иметь всего 2-3 различных значения. Число светильников в ряду N определяется, как
Суммарная длина N светильников сопоставляется с длиной помещения, причем возможны следующие случаи:
а. Суммарная длина светильников превышает длину помещения: необходимо или применить более мощные лампы (у которых поток на единицу длины больше), или увеличить число рядов, или компоновать ряды из сдвоенных, строенных и т. д. светильников.
б. Суммарная длина светильников равна длине помещения: задача решается устройством непрерывного ряда светильников.
в. Суммарная длина светильников меньше длины помещения: принимается ряд с равномерно распределенными вдоль него разрывами λ между светильниками.
Из нескольких возможных вариантов на основе технико-экономических соображений выбирается наилучший.
Рекомендуется, чтобы λ не превышало примерно 0,5 расчетной высоты (кроме многоламповых светильников в помещениях общественных и административных зданий).
Входящий в (5-1) коэффициент z , характеризующий неравномерность освещения, является функцией многих переменных и в наибольшей степени зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L:h), с увеличением которого сверх рекомендуемых значений z резко возрастает. При L:h, не превышающем рекомендуемых значений, можно принимать z равным 1,15 для ламп накаливания и ДРЛ и 1,1 для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде светящих линий. Для отраженного освещения можно считать z =1,0; при расчете на среднюю освещенность z не учитывается.
Для определения коэффициента использования η находится индекс помещения i и предположительно оцениваются коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка — 
, стен — 
, расчетной поверхности или пола — 
(см. табл. 5-1).
Таблица 5-1 Приблизительные значения коэффициентов отражения стен и потолка
Характер отражающей поверхности
Побеленный потолок; побеленные стены с окнами, закрытыми белыми шторами
Побеленные стены при незавешенных окнах; побеленный потолок в сырых помещениях; чистый бетонный и светлый деревянный потолок
Бетонный потолок в грязных помещениях; деревянный потолок; бетонные стены с окнами; стены, оклеенные светлыми обоями
Стены и потолки в помещениях с большим количеством темной пыли; сплошное остекление без штор; красный кирпич не оштукатуренный; стены с темными обоями
Индекс находится по формуле
где А — длина помещения; В — его ширина; h — расчетная высота.
Для помещений практически неограниченной длины можно считать i=B/h.
Для упрощения определения i служит табл. 5-2. В одной из трех верхних строк, в зависимости от глазомерно оцениваемого отношения А:В, находится значение h, ближайшее к заданному; движением вида но столбцу находятся два значения площади, между которыми заключено заданное значение, и движением вправо до столбца «индексы» находится значение i .
Например, если А=20 м, В=10 м и h =4,3 м,то для интервала А:В=1,5 … 2,5, двигаясь вправо между значениями S=157 м2 и S=219 м2, находим i =1,5.
Во всех случаях i округляется до ближайших табличных значений; при i > 5 учитывается i = 5.
Значения коэффициентов использования для светильников с лампами накаливания ( для примера) приводится в табл. 5-3.
Таблица 5-2 Таблица для определения индекса помещения
Таблица 5-3 Коэффициенты использования светового потока. Светильники с лампами накаливания
Так как число типоразмеров светильников для люминесцентных ламп за последние годы во много раз возросло, представилось невозможным давать для каждого светильника отдельную таблицу. Светильники со сходными светотехническими характеристиками объединены в группы, для каждой из которых даны усредненные значения коэффициентов использования.
Приводимые таблицы коэффициентов использования не охватывают всей номенклатуры светильников. При необходимости более точного определения коэффициентов использования следует пользоваться методом их расчета, изложенным в разделе.
В большинстве случаев, в особенности для светильников для общественных зданий, достаточен приближенный расчет h с помощью табл. 5-19 и 5-20, выполняемый по схеме: по форме кривой силы света в нижней полусфере определяется ее тип: пo каталожным данным светильника определяются, в процентах от потока лампы, потоки нижней (Ф 1 ) верхней (Ф 2 ) полусфер; первый умножается на значение коэффициента использования по табл. 5-19, второй — по табл. 5-20; сумма произведений дает общий полезный поток, делением которого на поток лампы обычно 1000 лм) находится коэффициент использования.
Пример 1. Определить коэффициент использования при i = 1,5, 
подвесного светильника. По каталогу завода Ф1=0,64 и Ф2=0,80-0,64=0,16.
Кривая силы света в нижней полусфере по форме наиболее близка к кривой Д.
Пользуясь таблицами, находим
Пример 2. В помещении, для которого выше определен индекс, установлено 12 светильников ППР и требуется обеспечить Е=30 лк при k=1,5. Задано 
.
При указанных данных и i=1,5 по табл. (как таб. 5-3) находим η =0,32, откуда
Выбираем лампу 200 Вт, 2800 лм.
Пример 3. В том же помещении установлено три продольных ряда светильников ЛДОР с лампами ЛБ и требуется обеспечить Е=300 лк при k=1,5. В табл. (как таб. 5-3) находим η =0,44. Поток ламп одного ряда
Если принять светильники с лампами 2Х40 Вт (с общим потоком 5700 лм), то в ряду необходимо установить 75 000:5700 = 13 светильников; светильники с лампами 2 X 80 Вт (с потоком 9920) — 8 светильников. Так как длина ряда около 20 м, то в обоих случаях светильники вмещаются в ряд.
Некоторые преимущества имеет первый вариант, при котором разрывы между светильниками меньше.
Таблица 5-19 Коэффициенты использования светового потока светильников с типовыми кривыми силы света, излучаемого в нижнюю полусферу
Таблица 5-20 Коэффициенты использования светового потока светильников (любого типа), излучаемого в верхнюю полусферу
Расчет освещенности помещений врукопашную
Постараюсь очень кратко и просто изложить метод ручного расчета освещения в помещениях, которому меня научили на курсе «Расчет освещения» школы светодизайна LiDS.
Какой должна быть освещенность
При планировании освещения, в первую очередь нужно определить соответствующую нормам целевую освещенность и посчитать общий световой поток, который должны давать светильники в помещении.
С нормативами определиться просто – либо ищем свой тип помещения в таблицах СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» и СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение», либо соглашаемся с основным требованием по освещенности жилых помещений – 150лк или офисных помещений с компьютерами – 400лк.
Грубая оценка необходимого светового потока
По умолчанию расчет освещенности делается в программе Dialux. Но результат хотя бы приблизительно нужно знать заранее, чтобы сверить данные с оценкой «на глазок».
Как написано даже в Википедии, средняя освещенность поверхности — это отношение падающего на нее светового потока к площади. Но в реальном помещении часть светового потока светильника рабочих плоскостей не достигает, пропадая на стенах. Освещенность в помещении – это отношение общего светового потока светильников к площади помещения с поправочным коэффициентом «η». 
Долю света «η», который доходит до рабочих поверхностей, можно оценить на глазок. В самом общем приближении для некоего очень среднего помещения с какими-то там светильниками до рабочих поверхностей доходит примерно половина света, а значит для очень грубой оценки можно использовать коэффициент η = 0,5.
Например, в комнате площадью 20м 2 светильник со световым потоком 700лм (эквивалент лампы накаливания 60Вт) создаст освещенность Е = 0,5 × 700лм / 20м 2 = 18лк. А это значит, что для достижения норматива в 150лк, нужно F = 700лм × (150лк / 18лк) =5800лм, или эквивалент 8-ми лампочек накаливания по 60Вт!
(Полкиловатта ламп накаливания на небольшую комнату! Понятно, почему нормы освещенности для жилых помещений гораздо ниже, чем для учреждений, и почему учреждения уже давно никто лампами накаливания не освещает.)
Более точный метод ручного расчета
Но так как помещения бывают с разными стенами, разной формы, с высокими или низкими потолками, поправочный коэффициент не обязательно равен 0,5 и для каждого случая свой: на практике, от 0,1 до 0,9. При том, что разница между η = 0,3 и η = 0,6 уже означает разбег результатов в два раза.
Точное значение η нужно брать из таблиц коэффициента использования светового потока, разработанных еще в СССР. В полном виде с пояснениями таблицы привожу в отдельном документе. Здесь же воспользуемся выдержкой из таблиц для самого популярного случая. Для стандартного светлого помещения с коэффициентами отражения потолка стен и пола в 70%, 50%, 30%. И для смонтированных на потолок светильников, которые светят под себя и немного вбок (то есть имеют стандартную, так называемую, «косинусную» кривую силы света).
Табл. 1 Коэффициенты использования светового потока для потолочных светильников с косинусной диаграммой в комнате с коэффициентами отражения потолка, стен и пола – 70%, 50% и 30% соответственно.
В левой колонке таблицы указан индекс помещения, который считается по формуле:
, где S — площадь помещения в м 2 , A и B — длина и ширина помещения, h — расстояние между светильником и горизонтальной поверхностью, на которой рассчитываем освещенность.
Если нас интересует средняя освещенность рабочих поверхностей (стола) в комнате площадью 20м 2 со стенами 4м и 5м, и высоте подвеса светильника над столами 2м, индекс помещения будет равен i = 20м 2 / ( ( 4м + 5м ) × 2,0м ) = 1,1. Удостоверившись, что помещение и лампы соответствуют указанным в подписи к таблице, получаем коэффициент использования светового потока – 46%. Множитель η = 0,46 очень близок к предположенному навскидку η = 0,5. Средняя освещенность рабочих поверхностей при общем световом потоке 700лм составит 16лк, а для достижения целевых 150лк, потребуется F = 700лм × ( 150лк / 16лк ) = 6500лм.
Но если бы потолки в комнате были выше на полметра, а комната была не «светлым», а «стандартным» помещением с коэффициентами отражения потолка, стен и пола 50%, 30% и 10%, коэффициент использования светового потока η составил бы (см. расширенную версию таблицы) η = 0,23, и освещенность была бы ровно вдвое меньше!
Проверяем расчеты в диалюксе
Построим в диалюксе комнату 4 × 5м, высотой 2,8м, с высотой рабочих поверхностей 0,8м и теми же коэффициентами отражения, что и при ручном счете. И повесим 9шт мелких светильников с классической косинусной диаграммой по 720лм каждый (6480лм на круг).
Рис. 1 Взятый для примера светильник Philips BWG201 со световым потоком 720лм, и его классическое «косинусное» светораспределение
Получится ли у нас средняя освещенность рабочих поверхностей в 150лк, как мы оценили вручную? Да, результат расчета в Dialux – 143лк (см. рис2), а в пустой комнате без мебели и человеческой фигуры – 149лк. В светотехнике же значения, различающиеся менее чем на 10% считаются совпадающими.
Рис. 2 Результат расчета в диалюксе – средняя освещенность рабочей поверхности (при коэффициенте запаса 1,0) составила 143лк, что соответствует целевому значению 150лк.
Рис. 3 Красивые картинки, в которые верят люди.
Заключение:
На грубую оценку примитивным методом по формуле E = 0.5 × F / S потребуется 1 минута времени, на уточнение коэффициента использования по таблицам – еще 3 минуты, на проект в диалюксе после некоторого обучения – около 20 минут и еще 20 минут, если хочется «навести красоту». Диалюкс выдает очень красивые картинки (см. рис. 3), которые стоят потраченного труда, потому что в них верят люди. Но по соотношению эффективности и трудозатрат оценка освещенности врукопашную вне конкуренции. Ручной счет прост, надежен и эффективен как саперная лопатка, дает уверенность и понимание.
Нормы удельных мощностей искусственного освещения
Содержание
- Что такое удельная установленная мощность?
- Что такое индекс помещения?
- Значения для производственных помещений
- Значения для помещений общественных зданий
- Минимально рекомендуемые значения световой отдачи приборов
- Список нормативных документов
Что такое удельная установленная мощность?
Согласно ГОСТ Р 19431-84, установленная мощность электрической установки – это наибольшая активная электрическая мощность, с которой электроустановка может длительно работать без перегрузки в соответствии с техническими условиями или паспортом на оборудование. В данном случае – применительно к освещению – это суммарная номинальная мощность всех светильников, входящих в состав осветительной установки. Удельная установленная мощность – согласно СП 52.13330.2016 – это установленная мощность искусственного освещения в помещении, отнесённая к полезной площади. Если говорить простыми словами, то удельная установленная мощность показывает, сколько ватт электрической мощности будет затрачено системой искусственного освещения на 1 квадратный метр освещаемой площади. Чтобы подсчитать её значение нужно сложить все номинальные мощности установленных в помещении светильников (эти значения всегда указываются в паспорте прибора) и разделить полученное число на площадь помещения.
Для наружного освещения используется понятие относительной удельной мощности установки утилитарного освещения. Методика расчёта в этом случае немного сложнее, чем для помещений. С подробностями можно ознакомиться в Приложении М к СП 52.13330.2016. Специализированное программное обеспечение – DIALux, например – как правило рассчитывает этот параметр автоматически. Соответствующие нормативные значения для освещения улиц и дорог приведены в соответствующей статье и здесь рассматриваться не будут.
Также стоит отметить, что все грамотно сделанные системы светодиодного освещения с запасом укладываются в приведённые здесь значения. По крайней мере среди всех расчётов, сделанных нашими специалистами за последнее время, не было ни одного, удельная установленная мощность в котором оказалась бы выше максимально допустимого значения. Достигается это за счёт высоких показателей световой отдачи, в разной степени свойственных всем светодиодным светильникам.
Приведённые в таблицах значения необходимо рассчитывать с учётом энергопотребления пускорегулирующей арматуры и систем управления освещением, если таковые используются.
Что такое индекс помещения?
В приведённых далее нормативах используется понятие индекса помещения. Индекс помещения – это величина, определяемая геометрическими характеристиками помещения – т.е. его формой. Вычисляется по формуле i = A * B / (h * (A + B)), т.е. равна отношению площади пола помещения к половине площади его стен. Чем больше комната или зал напоминают колодец – маленький по площади пол в обрамлении высоких стен – тем меньше будет для них значение индекса помещения.
Значения для производственных помещений
| Освещённость на рабочей поверхности, лк | Индекс помещения | Максимально допустимая удельная установленная мощность, Вт/м² |
|---|---|---|
| 750 | 0,6 | 30 |
| 0,8 | 26 | |
| 1,25 | 19 | |
| 2 и более | 15 | |
| 500 | 0,6 | 20 |
| 0,8 | 17 | |
| 1,25 | 12 | |
| 2 и более | 10 | |
| 400 | 0,6 | 15 |
| 0,8 | 13 | |
| 1,25 | 10 | |
| 2 и более | 8 | |
| 300 | 0,6 | 12 |
| 0,8 | 10 | |
| 1,25 | 8 | |
| 2 и более | 6 | |
| 200 | 0,6 – 1,25 | 9 |
| 1,25 – 3,0 | 6 | |
| Более 3 | 5 | |
| 150 | 0,6 – 1,25 | 7 |
| 1,25 – 3,0 | 5 | |
| Более 3 | 4 | |
| 100 | 0,6 – 1,25 | 5 |
| 1,25 – 3,0 | 3 | |
| Более 3 | 2,5 |
Значения для помещений общественных зданий
| Освещённость на рабочей поверхности, лк | Индекс помещения | Максимально допустимая удельная установленная мощность, Вт/м² |
|---|---|---|
| 500 | 0,6 | 23 |
| 0,8 | 20 | |
| 1,25 | 18 | |
| 2 и более | 15 | |
| 400 | 0,6 | 20 |
| 0,8 | 16 | |
| 1,25 | 14 | |
| 2 и более | 12 | |
| 300 | 0,6 | 18 |
| 0,8 | 14 | |
| 1,25 | 12 | |
| 2 и более | 10 | |
| 200 | 0,6 – 1,25 | 14 |
| 1,25 – 3,0 | 8 | |
| Более 3 | 6 | |
| 150 | 0,6 – 1,25 | 10 |
| 1,25 – 3,0 | 8 | |
| Более 3 | 7 | |
| 100 | 0,6 – 1,25 | 5 |
| 1,25 – 3,0 | 3,5 | |
| Более 3 | 3 |
Минимально рекомендуемые значения световой отдачи приборов
Понятие удельной установленной мощности тесно связано с понятием световой отдачи осветительных приборов. В том случае, если светильник имеет низкую световую отдачу, спроектированная на его основе осветительная установка может выйти за рамки регламентированных удельных установленных мощностей. Поэтому здесь же мы предлагаем к ознакомлению ещё одну таблицу, в которой приведены минимально рекомендуемые значения световой отдачи приборов, используемых в современных системах освещения.
Что такое коэффициент использования светового потока и как его рассчитать
Освещение – важная часть жилого или производственного помещения, не только с точки зрения дизайна, но и с точки зрения пользы для человека. Метод коэффициента использования светового потока – это способ расчета системы освещения. Расчет нужно производить заблаговременно, его результаты повлияют на конечный вид помещения, электрические схемы осветительной части, расположение и количество источников света. Давайте рассмотрим, как им пользоваться и что это вообще такое!
Охрана труда и безопасность жизнедеятельности
При расчетах освещенности нужно решить ряд вопросов:
- Выбрать систему освещения (общую, местную или комбинированную).
- Определить количество необходимого света.
- Материалы покрытия стен и полотков, их размеры и высоту.
- Определиться с типом и количеством светильников.
- От типа светильника зависит возможность его эксплуатации во взрывоопасных и жарких помещениях, а также в местах с повышенной вибрацией от работающего оборудования.
- Выбрать тип количеств ламп, а также уточнить допустимый коэффициент пульсации.
- Проверить подходит ли это решение для условий эксплуатации в конкретном случае и прочее.
Такой тщательный подбор вызван тем, что при неправильном освещении вероятность получить травму повышается. Ее причиной может стать, как недостаточная освещенность в целом так и неправильно подобранное решение в конкретном месте.
Хорошее и плохое освещение рабочего места
Производственное освещение. Расчет искусственного освещения
На производстве выполнить требования к освещению еще более важно, чем в быту. Дело в том, что ошибки, допущенные на стадии проектировки, могут принести не только неудобства, но и повлечь за собой плачевные последствия.
Общее освещение – эффективно, но экономически невыгодно. Главный недостаток и в то же время достоинство этого решения – свет, равномерно распределен по всему пространству. С одной стороны – это повышает безопасность, так как человеку будет комфортнее, он вряд ли споткнется обо что-то или получит неудобства из-за тусклого света. С другой стороны – нужно больше светильников и ламп, что влечет за собой как повышение первоначальных вкладов на установку оборудования, так и дальнейшее вложение средств на его эксплуатацию (ремонт и замена источников света, плата за потребляемую электроэнергию).
Комбинированная схема освещения – более экономична, и в то же время позволяет осветить рабочее место настолько, сколько необходимо. При этом остальное пространство вокруг рабочего места освещается гораздо меньшим количеством светильников, оно получается темнее, чем рабочая зона. В итоге нужно меньше электроэнергии для ее функционирования.
Общая схема освещения – все помещение освещено согласно требованиям, равномерно по яркости.
Комбинированная схема – все помещение освещено не слишком ярко, но рабочее место освещено дополнительными светильниками до соответствующей Emin.
Типы и нормы освещения описаны в документе СНиП II-4-79.
Метод расчета освещенности
Норма освещенности выбирается согласно СНиП II-4-79, на нее влияют:
- характеристика зрительной работы;
- размер деталей, с которыми работает человек на своем рабочем месте;
- цвет детали, ее контраст с фоном (например, цветом рабочего стола);
- цвет фона (темный, средний, светлый).
Схема помещения с эффективностью его освещения
На основании этого определяют освещенность в люксах (Лк). На упаковке от лампы вы могли видеть такую характеристику, как световой поток, он указан в люменах (Лм), так вот 1 Лк, это 1 люмен на 1 м2.
Отсюда следует, что чем больше площадь, тем больше люменов от светильника нам нужно. Кроме площади, на это влияет и высота подвеса источника света, и цвет потолка и стен. Здесь действует правило обратных квадратов – при увеличении расстояния в 2 раза, освещенность падает в 4 раза. Энергия света распределена по поверхности сферы. То есть по квадрату радиуса.
Темный потолок и стены плохо отражают свет, это ведет к увеличению количества светильников, позже мы убедимся в этом исходя из приведенных формул.
- ЛН – лампа накаливания;
- ЛЛ – люминесцентная;
- LED – светодиодная;
- ДРЛ – дугоразрядная ртутная;
- ДРИ – дугоразрядная ртутно-йодидная;
- ДНаТ – натриевая высокого давления, трубчатая.
Первая формула выглядит так:
Описывает световой поток, который вы получите от расчетной установки.
Вторая формула помогает найти количество светильников для обеспечения светового потока и освещенности:
- Ф – это количество Люмен или световой поток.
- Emin – минимальная освещенность, нормированная величина, о которой мы сказали в начале этого раздела;
- k – коэффициент запаса, зависит от типа используемых ламп, где ЛН – 1,15, ДРЛ и ДНаТ – 1,3, ЛЛ и LED – 1,1. Вводят для того, чтобы учесть, насколько упадет количество света от светильника в процессе эксплуатации. Уменьшение светоотдачи происходит как по причине деградации источника света (износ люминофорного покрытия люминесцентных ламп и деградация кристаллов светодиодных);
- S – площадь освещаемого пространства;
- Z – Коэффициент неравномерности освещения, для ЛЛ – 1,15, для остальных – 1,1;
- N – количество светильников;
- n – количество ламп в светильнике;
- η – коэффициент использования светового потока.
Рассчитать сколько всего мощности потребляют все светильники можно по простой формуле:
Порядок действий при расчете:
- Определить схему освещения.
- На основании указанных выше норм и правил определить нормированную освещенность.
- Выбрать тип источников света.
- Выбрать тип светильников.
- Проанализировать условия работы светильников и определить k и Z на основании анализа.
- В соответствии с покрытием стен и потолка, оценить коэффициент отражения поверхностей (r).
- Индекс помещения i.
- Вычислить η.
- Рассчитать N и Ф.
- Выполнить схему расположения источников света с указанием типа светильников, ламп, их количества, которые обеспечат Emin.
После того как вы определили нормы освещенности, нужно выбрать тип ламп в зависимости от удобства обслуживания и надежности работы в конкретных условиях, а также по количеству люмен на 1 Вт мощности. Лампы накаливания выдают 7–20 лм/Вт, люминесцентные – около 75 лм/Вт, светодиодные – 100 лм/Вт, ДРЛ – 90 лм/Вт.
Коэффициент запаса k
На самом деле коэффициент снижения светового потока k зависит в большей степени не от типа используемых ламп, а от условий окружающей среды.
Показатели, влияющие на расчеты
Коэффициент неравномерности Z
Коэффициент неравномерности Z зависит от симметричности расположения светильников, как отношения L/h (расстояние между светильниками/высота подвеса)
где H – высота потолка, hсв – высота от потолка до нижней части светильника, hр – высота от пола до освещаемой плоскости (станка, рабочего стола и пр.), например, для светильников, расположенных по углам прямоугольника Z находится в пределах от 1,4 до 2, в шахматном порядке – 1,7–2,5. Если светильники расположены в ряд можно использовать те значения, что даны в описании формулы. При общей схеме освещения на потолке расположено достаточно много светильников, что может слепить персонал, поэтому такую схему рекомендуется применять, если есть возможность подвеса источников света на высоте 2,5 и выше.
Коэффициент использования светового потока
Коэффициент использования светового потока, зависит как от цвета стен и потолка (коэффициент отражения света) в таблице это вторая и третья строки (рП и рС), так и от формы излучения светильников (первый ряд в таблице). Форму излучения можно узнать из технической документации к конкретному прибору или сравнить со схематическими изображениями типовых пучков света. В итоге определяется по таблице:
Коэффициенты, необходимые для рассчета 
Коэффициенты для расчета, таблица2
Как вы могли заметить, нам осталось определить i – индекс помещения. Это вычислить ее можно по формуле:
где A и B – длина и ширина помещения, h – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.
Пример расчета
Допустим, у нас есть помещение размерами 10 м на 20 м, с потолками высотой 4,2 м, высота расчетной плоскости hР=0,8 м. Пыли в нем выделяется мало. Стены у нас серые, по оттенку ближе к темному, тогда рС=30%, потолок бетонный, тоже серый, но светлее чем стены, поэтому рП=50%, расчетная рабочая плоскость темная – рР=10%. В плане указано, что планируется освещать светильниками типа «Астра» с лампами накаливания, нужно создать освещенность в 50 Лк. Светильники будут подвешены на расстоянии 0,5 м от потолка. k запаса в малозапыленном помещении для ламп накаливания равен 1,3
Светильник «Астра» имеет косинусное распределение света. Форма распределения света влияет на количество светильников исходя из таблицы
Определение количества светильников
Оптимальным относительным расстоянием между светильниками в этом случае является 1,6
Тогда L = 2,9*1,6= 4,64 м.
Чтобы посчитать число рядов светильников нужно разделить ширину помещения на расстояние L:
Na=10/4,64=2,15, округлим до ближайшего число – 2 ряда.
Число светильников в ряде – делим длину помещения на L:
Nb=20/4,64=4,31, округляем до целого – 4 светильника в два ряда.
Итого 8 светильников, чтобы их разместить нужно:
(10-4,6)/2=2,7 метра – расстояние от длинной стены до светильника.
Так как у нас 4 светильника в ряд на расстоянии 4,6 метра:
(20-18,4)/2=0,8 расстояние от короткой стены до светильника.
Из таблицы выбираем значение светового потока, при наших коэффициентах отражений – это 0,6
Ф=50*1,3*1,15*200/8*0,6=3115 Лм – нужно получить от одной лампы.
Это значит, что каждый светильник должен быть порядка 250–300 Вт, если установлены лампы накаливания и порядка 30–35 Вт, если установлены светодиоды.
Как сделать нужный коэффициент светового потока
Время на чтение:
Многие люди, изучая электрику, сталкиваются с таким понятием как световой коэффициент формула. Что это такое, какие существуют методы его измерения, как правильно подобрать коэффициент использования светового потока светодиодных светильников? Об этом и другом далее.
Что это такое
Световым потоком является физическая величина, характеризующая солнечный вид силы или энергии в момент излучения, которая переносится в конкретный период времени. То есть это показатель, пропорциональный тому моменту, когда произошло излучение по спектральной чувствительности глаза человека. Это мощность, которая перенеслась при помощи излучения на любую форму тела.
Важно! Коэффициентом светопотока считается сложная функция, которая зависит от того, какой тип осветительного оборудования, индекс и отражение поверхностей.
Определение общего типа подсветки
Если было принято решение использовать коэффициент светопотока, чтобы рассчитать освещение в помещении, нужно воспользоваться соотношением минимального уровня освещенности, перемноженного на площадь с мощностным запасом и показателем освещенности от санпина, а далее поделить значение на число светильников, количество ламп в нем и коэффициент, который применяется для светопотока. В результате можно выявить общее освещение.
Для расчета мощности ламп освещения конкретного помещения, можно использовать формулу, где нужно перемножить число ламп на количество осветительных устройств и потребляемую мощность одной лампочки.
Общий тип подсветки
Методы расчета
Метод расчета представлен пошаговой процедурой. Вначале пользователь должен определиться со схемой света, затем выписать необходимую норму освещенности, подобрать тип светоисточников, проанализировать как они работают, определить коэффициент запаса и неравномерности. Далее он должен оценить коэффициент отражения поверхностей, узнать индекс помещения, понять нужное количество светильников и ламп в них, а также просчитать соответствующий коэффициент использования светопотока.
Все это сделать можно по общей формуле Ф= (Emin*k*S*Z)/(N*n*η). Также можно воспользоваться формулами, представленными на схеме.
Формула расчета
Коэффициент запаса k
Это величина, которая показывает возможность осветительной конструкции выдерживать предполагаемые нагрузки и гарантировать тот факт, что она будет надежной и долговечной. Она зависит как от лампочек, так и условий, в которых они находятся. К примеру, на цементных заводах и литейных цехах с использованием газоразрядных лампочек показатель k равен 2, а с применением ламп накаливания — 1,7. В кузнечных и сварочных цехах — 1,8 и 1,5 соответственно, а в жилых и офисных помещениях — 1,2 и 1,1.
Коэффициент неравномерности Z
Это показатель неравномерного распределения света на всем помещении и наличие затемняющих участков. Он зависит от того, насколько симметрично расположены светильники и каково соотношение длины приборов и высоты потолка. Находится по формуле h=H-hсв-hр, где H является высотой потолка, hcв — соотношением расстояния от подвеса до низа осветительного устройства, а hp — соотношением высоты с плоскостью. К примеру, там, где светильники находятся по углам, этот показатель равен двум, а в местах, где они расположены в шахматном порядке — двум с половиной.
Важно! В соответствии с этим, чем больше светоисточников, тем меньше неравномерного освещения.
Коэффициент использования светового потока
Это показатель, который находится в зависимости от того, в какой цвет выкрашены стены и потолок. Также он зависит от того, какую форму излучения имеют светильники. Эту величину можно узнать из соответствующей схематичной документации ниже. Важно понимать, что отражение от поверхности меньше там, где использованы темные и черные цвета.
Использование светопотока
Как выбрать
Выбор освещения для помещения должен быть сделан, исходя из выбора системы освещения, определения по законодательным нормам количество света, материала настенных и напольных поверхностей, типа и числа осветительных устройств, коэффициента пульсации. Важно отметить, что итоговый результат будет зависеть от того, какой цвет имеют сами светильники. Кроме того, есть типы осветительных устройств, которые имеют плохую освещенность, это, например, лампы накаливания. Хорошим будет выбор в пользу люминесцентных и светодиодных приборов.
Обратите внимание! Сегодня в сети нашли большое распространение различные калькуляторы, в которые уже встроены необходимые формулы. Все, что нужно пользователям, это подставить свои значения или выбрать конкретный вид светильника, а затем нажать соответствующие клавиши.
Еще одним альтернативным способом подсчета всех необходимых данных будет использование профессиональной помощи электрика, который не просто сможет подобрать по санитарным нормам освещенность, но и порекомендовать лампы, которые будут экономично тратить электроэнергию. В результате, пользователь получит не только грамотный расчет, но и дальнейшее экономное использование осветительного оборудования.
Требования санпин для жилых помещений
Индекс освещения помещения
Это еще один очень важный параметр, чтобы правильно рассчитать который нужно воспользоваться формулой i= (AB)/(h*(A+B)), где А и В является длиной и шириной пространства, а h — высотой от светильника до потолка.
В целом, коэффициент использования светового потока — величина, характеризующая силу солнечного излучения источника, представленная в люменах. Индекс помещения освещения благодаря коэффициенту измеряется с помощью люменометра и формул, основной из которых является Фu = Km*V*Фe.
