Как рассчитать коэффициент использования светового потока светильников

Обновлено: 27.04.2024

Как рассчитать коэффициент использования светового потока светильников

ГОСТ Р 54943-2012

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Метод определения показателя дискомфорта при искусственном освещении помещений

Buildings and structures. Method for determining the discomfort glare rating in interior lighting

Дата введения 2013-01-01

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН) при участии Общества с ограниченной ответственностью "ЦЕРЕРА-ЭКСПЕРТ" (ООО "ЦЕРЕРА-ЭКСПЕРТ"), Общества с ограниченной ответственностью "Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский светотехнический институт им. С.И.Вавилова" (ООО "ВНИСИ им. С.И.Вавилова")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод определения объединенного показателя дискомфорта для общего искусственного освещения помещений на основе фотометрических данных светильников и расположения их в помещении.

Стандарт также определяет метод расчета и форму представления стандартной таблицы объединенных показателей дискомфорта , представляющей значения объединенного показателя дискомфорта при общем искусственном освещении в стандартных строительных модулях при использовании светильника с заданными фотометрическими характеристиками.

Примечание - Метод неприменим при расстояниях от светильников до рабочей поверхности менее 2,5 м, а также для местного освещения рабочих мест.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 54350-2011 Приборы осветительные. Светотехнические требования и методы испытаний

ГОСТ 8.332-78 Государственная система обеспечения единства измерений. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения

ГОСТ 16703-79 Приборы и комплексы световые. Термины и определения

ГОСТ 26824-2010 Здания и сооружения. Методы измерения яркости

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины по ГОСТ 16703, ГОСТ 26824, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 геометрический фактор , отн. ед.: Коэффициент, определяющий долю зонального светового потока, непосредственно достигающего расчетной плоскости.

3.2 индекс помещения , отн. ед.: Величина, определяемая геометрическими характеристиками помещения и применяемая для вычисления коэффициента использования светильников. Индекс помещения определяется формулой

, (1)

где и - длина и ширина помещения, м;

- высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

3.3 коэффициент масштаба , отн. ед.: Коэффициент для перевода значений силы света в приведенный к световому потоку 1000 лм.

3.4 коэффициент передачи светового потока , отн. ед.: Величина, определяемая отношением светового потока, падающего на расчетную плоскость, к прямому потоку, падающему на другую поверхность, отразившую данный световой поток: - коэффициент передачи светового потока от расчетной плоскости к стене ; - коэффициент передачи светового потока от потолка к стене и - коэффициент передачи светового потока от стены к стене .

3.5 коэффициент полезного действия светильника , отн. ед.: Величина, определяемая отношением светового потока светильника к суммарному световому потоку установленных в нем источников света.

3.6 коэффициент полезного действия светильника в нижнюю полусферу , отн. ед.: Величина, определяемая отношением светового потока, выходящего из светильника в нижнюю полусферу, к суммарному световому потоку установленных в нем источников света.

3.7 коэффициент распределения светового потока , отн. ед.: Коэффициент, показывающий отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к полному световому потоку, излучаемому светильником.

Примечание - Коэффициент распределения светового потока для плоскости стандартного наблюдателя - ; коэффициент распределения светового потока для стен - и для потолка .

3.8 зональные световые потоки , лм: Расчетные суммарные световые потоки от светильника в нижнюю полусферу, отнесенные к световому потоку 1000 лм, в четырех зонах, характеризуемых углами: от 0° до 41,4° (), от 0° до 60° (), от 0° до 75,5° (), от 0° до 90° ().

3.9 световой поток светильника , лм: Световой поток, излучаемый светильником в пределах телесного угла стерадиан.

3.10 объединенный показатель дискомфорта : Международный критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения.

3.11 плоскость расположения линии зрения стандартного наблюдателя: Горизонтальная плоскость, располагающаяся на высоте 1,2 м от пола.

3.12 прямой световой поток на расчетную плоскость (на высоте глаз стандартного наблюдателя) , лм: Часть прямого светового потока от светильника, попадающего на расчетную горизонтальную плоскость, расположенную на высоте линии зрения стандартного наблюдателя.

3.13 световой поток светильника, излучаемый в нижнюю полусферу, , лм: Световой поток, излучаемый светильником в пределах телесного угла стерадиан, направленный ниже горизонтальной плоскости, проходящей через световой центр светильника.

3.14 симметричное светораспределение: Распределение силы света светильников, фотометрическое тело которых имеет две плоскости симметрии относительно оптической оси.

3.15 стандартный наблюдатель: Приемник излучения, кривая относительной спектральной чувствительности которого соответствует относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения, определяемой по ГОСТ 8.332.

3.16 стандартная таблица светильника: Таблица значений объединенных показателей дискомфорта, которые могут быть получены при использовании данного светильника для освещения помещений, имеющих размеры типовых строительных модулей.

3.17 таблица приведенных значений : Таблица значений объединенного показателя дискомфорта, приведенных к световому потоку светильника в 1000 лм.

4 Расчет объединенного показателя дискомфорта

4.1 Объединенный показатель дискомфорта UGR в соответствии с [1]-[3] определяется по формуле

, (2)

где - яркость фона, кд/м, рассчитываемая , где - отраженная составляющая вертикальной освещенности на уровне глаз стандартного наблюдателя. Отраженная составляющая вертикальной освещенности на высоте линии зрения стандартного наблюдателя согласно [2] принимается равной отраженной вертикальной освещенности стен на данной высоте ;

- габаритная яркость светящей части -го светильника в направлении глаз наблюдателя, кд/м;

- телесный угол светящихся частей -го светильника из точки наблюдения (стерадиан), ср;

- индекс позиции для -го светильника, учитывающий его размещение относительно линии зрения наблюдателя;

- число светильников в осветительной установке.

4.2 Индекс позиции определяют интерполяцией данных таблицы А.1 приложения А в зависимости от относительных координат положения центра светильника , в системе координат относительно стандартного наблюдателя. Данная система координат имеет центр О в точке расположения стандартного наблюдателя. - координата центра светильника по направлению линии зрения, - координата центра светильника в направлении, перпендикулярном к линии зрения. - высота установки светильника над уровнем линии зрения стандартного наблюдателя. Все координаты относятся к центру светильника. Приведенные в таблице А.1 параметры , определяются в соответствии с рисунком 1.

Методы измерения светового потока

Чтобы в помещении было комфортно находиться в любое время суток, важно достичь не только качественного естественного, но и искусственного освещения. Сравниться с качеством естественного света сложно, но все же попытаться можно. Для этого требуется знать, как рассчитать световой поток.

Содержание:

Зачем рассчитывать освещенность?

Независимо от того, какой светильник и лампа в нем используется, расчет освещения рекомендуется проводить отдельно для каждого помещения, с учетом используемых ламп, светильников, цвета и типа отделки. Только правильно разместив осветительные приборы в нужном количестве, удастся достичь гармоничного эффекта. Это необходимо для:

Комфортного нахождения в помещении и жизнедеятельности.
Работы зрительного аппарата человека в зависимости от выполняемых ним задач.
Исключения снижения остроты зрения.

В процессе оценки светового потока во внимание берутся:

Освещенность, измерение производится в люменах. Этот параметр считается самым важным, ведь оказывает влияние на значение светового потока, что распределяется по комнате.
Яркость, основной измеритель – люксы.
Сила света в канделах.

Мнение эксперта Алексей Бартош Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Задать вопрос эксперту Важно! Оптимальный параметр освещенности важен для состояния здоровья человека. Недостаток или переизбыток света оказывает влияние не только на остроту зрения, но и на психологическое состояние. В результате неуравновешенность, расстройства и общее ухудшение состояния.

Отличие естественного искусственного освещения

Лучшее освещение для человеческих глаз естественное, то есть дневное, утреннее, вечернее, в том числе то, что исходит от солнца за тучами. Свет от ламп – искусственный, он образуется, как результат трансформации в электромагнитное излучение электрической энергии. Ключевая задача расчета освещения комнаты – это приближение искусственного света (независимо от используемого типа ламп) к естественному.

Методы расчета

Вычислить требуемый и достаточный световой поток удастся одним из трех методов:

Удельной мощности. Используется для оценивания общего освещения. Для просчета полной мощности требуется перемножить нормативные данные (удельную мощность) на площадь комнаты. Чтобы верно определить нормативный показатель необходимо учитывать: тип ламп, предназначение помещения, распределение ламп на стене и потолке. При этом после расчетов определяется удобная и комфортная для человека конфигурация и условия освещенности.
Коэффициента применения. Для начала определяется расположение источников света с оглядкой на конфигурацию помещения и возможность отражения или поглощения света. По формуле предусматривается умножение норматива освещенности на площадь комнаты на коэффициент запаса и на коэффициент min освещенности. Все это разделить на перемноженные между собой количество светильников и коэффициент использования светового потока.
Точечный. Данный метод считается подходящим для любого помещения, может использоваться, для просчета источников света на улице. Для получения результатов осуществляется оценка освещенности в отдельных точках, на которые попадает свет. При этом осветительные приборы могут размещаться как угодно. Оценка проводится в ключевых для пользователя точках. Особенно актуальная такая методика в комнатах, где на стенах темная отделка и сложный по конфигурации потолок.

Эти методы в реализации не очень сложные, но все же есть способ значительно проще, представлен он ниже.

Выбор метода расчета зависит в том числе от типа используемых ламп к содержанию ↑

Простой метод расчета

Предложенный вариант расчета больше подходит для помещения правильной формы – квадратного или прямоугольного. Освещенность измеряется в Люксах (Лк), просчет параметра светового потока будет состоять из двух этапов:

Расчет сплошного светового потока, который требуется для подсветки комнаты с определенной квадратурой.
Определение количество источников света.

На первом шаге рассчитываем требуемый параметр светового потока для комнаты. Просчет производится по формуле:

Свп=X*Y*Z, где
X – нормативные показатель освещенности для комнаты. Найти эти нормативы можно в перечне ниже.
Y – площадь комнаты в м².
Z – поправочный коэффициент с учетом высоты потолков. Так, для потолков высотой до 2,7 м этот параметр = 1, для 2,7–3 – показатель 1,2, для комнат с потолком 3–3,5м – 1,5, для помещения свыше 3,5 – коэффициент 2.

Нормативы для помещений в доме:

Коридор, прихожая – 50–75 Лк.
Кладовая – 50 Лк.
Кухня – 150 Лк.
Любая жилая комната – 150 Лк.
Детская – 200 Лк.
Санузел – 50 Лк.
Кабинет или библиотека – 300 Лк.
Лестница – 20 Лк.
Сауна, бассейн – 100 Лк.

Второй этап поможет определить количество источников света, в данном случае берем светодиодные лампы. Приблизительные показатели, по которым можно ориентироваться:

Мощность лампы, Вт	Световой поток, Лм
3–4	250–300
4–6	300–450
6–8	450–600
8–10	600–900
10–12	900–1100
12–14	1100–1250
14–16	1250–1400

Теперь осталось только посчитать результат. Для этого цифру, что получена на первом этапе, необходимо разделить на параметр светового потока для лампы, которая будет использоваться. В результате получаем необходимое количество ламп.

Примеры

Детская комната площадью 25 кв. м.
Высота потолка – 3 м.
Планируется использовать лампы 8 Вт.

200 (X)*25(Y)*1,2(Z)= 6000 Лм

Лампы, которые будут использованы 10 Вт, их световой поток, заявленный производителем 900 Лм. То есть необходимое количество 6000/900=6,66. Округление дает количество 7 ламп.

Если использовать осветительные лампы с меньшей мощностью, к примеру, 4 Вт разместить их по периметру комнаты на стенах, то потребуется 13 лампочек. При этом распределение света будет более равномерным. Тут также следует учитывать и тип используемого светильника, его конструкцию и интерьерное решение.

Качество освещения для детской особенно важно

Аналогичные расчеты удастся провести и для ламп накаливания и люминесцентных, в расчетах поможет таблица:

Мощность лампы накала, Вт	Мощность ЛЛ, Вт	Световой поток, Лм
20	5–7	250
40	10–12	400
60	15–16	700
75	18–20	900
100	25–30	1200
150	40–50	1800

Рассчитываем для той же комнаты. Ламп накаливания нужно:

На 60 Вт – 6000/700=8,57, округляем – 9 шт.
На 75 Вт – 6000/900=6,66, округляем – 7 шт.
На 100 Вт – 6000/1200=5 шт.

10–12 Вт – 6000/400=15 шт.
15–16 Вт – 6000/700=8,57, округляем 9 шт.
18–20 Вт – 6000/900=6,66, округляем 7 шт.

Эти подсчеты приведены, опираясь на нормы еще советских СНиПов, поэтому эксперты рекомендуют умножать полученный результат на коэффициент 1,5–2 в зависимости от отделки помещения и интерьерных решений.

Совет! Чтобы не считать своими руками, можно использовать специальные приборы, например, Cromatest. Этот прибор помогает измерять интенсивность света. Еще один прибор – люксметр, основное компонент которого селеновый фотоэлемента. Также можно обратиться к специализированным компаниям, которые окажут помощь в расчете за определенное вознаграждение.

Разница между цветовыми температурами ламп к содержанию ↑

Что нужно учитывать при расчете?

Прежде чем проводить любые расчеты, следует определиться, какая именно лампа будет использоваться. На данный момент доступные варианты ламп:

Накаливания.
Галогенная.
Люминесцентная: компактная или линейная.
Светодиодная: лампы, ленты или прожекторы. В случае со светодиодной лентой важна плотность размещения светодиодов. Узнать этот параметр можно, рассмотрев ленту внимательно.

Оказывает влияние также и тип осветительного прибора, в первую очередь на рассеивание света, место использования. Любой из этих источников света характеризуется такими параметрами, которыми можно измерить световой поток. Конкретно:

Мощность. Это количество энергии, которое потребляет лампа, единица измерения Вт.
Световой поток. Как уже упоминалось это количество света, что излучается.
Нагревание корпуса – применяется для ламп накаливания и галогенных.
Цветопередача. В этот параметр включены: цветовая температура и оттенок. Первый пункт – от красного до синего (1800–16000 Кельвинов). Оттенок для современных ламп теплый или холодный. Именно он задает общее восприятие освещенности.

Цветопередача разных типов ламп:

Лампа накаливания – от 2200 до 3000 Кельвинов (К).
Галогенная – 3000 К.
Люминесцентная лампа (теплый свет) – 3000К.
Люминесцентная лампа (белый свет) – 3500 К.
Дневная люминесцентная лампа – 5600–7000К.

Важно! Чем меньше цветовая температура, тем ближе к красному, чем больше, тем ближе к синему.

Еще два важных параметра: световой поток и световая отдача. Первое – это количество света, что излучает лампа, второе – отношение светового потока к мощности – лм/Вт, то есть насколько эффективна она и экономична.

Формула для расчета светового потока

При подборе той или иной лампы и расчетах важно учитывать такие факторы:

Расположение светильника. Варианты – потолок или стена.
Высота монтажа в случае с настенным монтажом.
Прозрачность плафонов и наличие декоративных элементов на них.
Направленность света: вверх, вниз, в сторону.
Цвет стен, мебели: светлый отражают свет, темные поглощают.

Неточности и погрешности: с чем они связаны

Сложности возникают, когда в ходе планового ремонта производится замена одних ламп на другие, смена светильников, на потолок и стены монтируется новая отделка. Все это оказывает влияние на расчеты. Главная проблема – не учитывается коэффициент отражение поверхностей. На уменьшение светового потока влияет:

Более темные обои.
Ламинат, линолеум оттенка темнее, чем был до этого.
Подвесной или натяжной потолок, его тип и отражающая способность.

Все эти моменты касаются общего освещения, так как локально, к примеру, в рабочей зоне за письменным столом света достаточно. Это понятно, ведь в таких участках чаще всего монтируются отдельные осветительные приборы.

Чтобы не ошибиться, следует иметь в виду, какой коэффициент отражения имеет каждый цвет. Так, белые поверхности отражают на 70%, другие светлые на 50%, серые – 30%, черные – 0%.

Часто при расчетах за ориентир берут СНиПы, но не стоит забывать, что они разрабатывались еще в советские времена. Для начала в тот момент не было современных источников света, второй момент – особой заботы о комфорте пребывания в помещении и состоянии глаз не было.

Помните, если ламп много, то уменьшить их количество можно, особенно если смонтировать для каждой группы освещения свой выключатель.

Вывод

Рассчитывать световой поток несложно, но важно учитывать много моментов: тип светильника, цвет отделки потолка, стен, пола, даже оттенок мебели. Важно помнить, что лучше больше источников света, которыми можно управлять, чем экономия.

Как рассчитать освещение в комнате

Многие из нас, особенно люди старшего поколения, оценивают освещенность в помещении на глаз или в ваттах: «Что-то темновато, надо еще одну лампочку вкрутить», «Для этой комнаты пары «шестидесяток» достаточно». Но существует много типов световых приборов, светоотдача (зависимость яркости от мощности) которых разнится в разы и даже в десятки раз. Оценка освещенности на глаз не выдерживает никакой критики. Субъективное мнение – плохой советчик. В этой статье мы не будем полагаться на глаз, а сделаем грамотный расчет освещения по площади помещения.

Содержание:

Как рассчитать освещение точно и правильно

Прежде чем взяться за математику, соберем все данные для расчета освещенности в помещении. Нам нужно выяснить:

Нормы освещенности для конкретного помещения (жилое, офис, коридор и т. п.).
Коэффициент использования светового потока именно в этом помещении.
Тип светильника (светильников).

Выяснение норм освещенности

Приведем основные из них:

Нормы искусственного освещения в жилых и общественных помещениях

Тип помещения Норма освещенности, лк

Расчет коэффициента использования

Коэффициент использования придется рассчитать. Он зависит от геометрических размеров помещения (высота, длина, ширина), коэффициента отражения поверхностей (пол, стены, потолок) и типа светильника (потолочный, подвесной).

Для начала вычисляем индекс помещения i, который зависит от его геометрических размеров. Индекс рассчитываем по формуле:

i – индекс помещения;
S – площадь помещения в м 2 ;
А – длина помещения в м;
В – ширина помещения в м;
h – расстояние между светильником и поверхностью, для которой рассчитывается освещенность, в м.

Теперь оцениваем коэффициент отражения потолка, стен и пола – ρ_п1, ρ_c, ρ_п2:

белая поверхность – 70%;
светлая – 50%;
серая – 30%;
темная – 10%.

Тип светильников обычно выбирают из стандартного списка:

Категория Внешний вид светильника Описание

Осталось полученные данные подставить в таблицу и найти коэффициент использования.

Светильники категории 1

Светильники категории 2

Светильники категории 3

Светильники категории 4

Светильники категории 5

Расчет необходимого светового потока

Все данные получены, осталось посчитать световой поток для обеспечения нужной нам освещенности. Для этого воспользуемся формулой:

E – необходимая освещенность, лк;
S – площадь помещения, м 2 ;
n – коэффициент использования;
F – необходимый световой поток, лм.

Упрощенный способ

Если высоких требований к точности результатов нет, можно провести упрощенный расчет освещения в комнате. При этом формула вычисления та же:

Упрощение в том, что коэффициент использования светильников n не рассчитывается, а берется его среднее значение – 0.5.

Мнение эксперта Алексей Бартош Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Задать вопрос эксперту Полезно! В некоторых случаях полученное значение умножают на коэффициент запаса, который для непроизводственных помещений обычно принимают за 1.1 – 1.2. Этот коэффициент учитывает снижение яркости при износе источника света, пыли, оседающей на лампе, и пр. Это относится и к точному расчету.

Есть еще один метод. Он похож на то, как некоторые оценивают необходимую освещенность: «Здесь пары «соток» хватит». Сводится такой метод к поиску в таблице нужной электрической мощности в зависимости от назначения помещения. Очевидно, что точность таких «расчетов» невысокая, но мы все же приведем табличку.

Мощность ламп для нормированного освещения жилых помещений

Тип помещения Суммарная мощность ламп, вт Лампы накаливания Люминесцентные лампы Светодиодные лампы

И третий, самый простой, хотя и не самый точный способ – воспользоваться онлайн калькулятором расчета освещенности помещения.

Получив значение необходимого светового потока, несложно вычислить и количество ламп для его создания. Для этого достаточно найденный нами световой поток разделить на световой поток одной лампы (обычно указан на упаковке).

Полезно! Если вы не знаете, какой световой поток создает лампа, воспользуйтесь таблицей, умножив значение лм/Вт на мощность лампы.

Таблица светоотдачи ламп разного типа

Тип ламп Световая отдача, лм/Вт

Примеры расчетов

Сделаем несколько вычислений на основании вышеизложенного. Считать будем точно.

Пример расчета 1

Гостиная площадью 20 м 2 , длина – 5 м, ширина – 4 м, высота потолков – 2.5 м. Светильник подвесной с плафонами, направленными вверх (люстра). Длина подвеса – 40 см. Потолок белый, стены голубые, пол темно-коричневый.

В СанПиН находим норму освещенности – 150 лк.
Определяем индекс помещения i: 20/((5+4)*2.1) = 1.0.
Оцениваем коэффициент отражения потолка, стен и пола – ρп1 = 70%, ρc = 50%, ρп2 = 10%.
Обращаемся к таблице 4 категории светильников и находим коэффициент использования – 0.57.
Рассчитываем необходимый световой поток: (150*20)/0.57 = 5 300 лм.

Пример 2

Детская площадью 12 м 2 , длина – 3 м, ширина – 3 м, высота потолков – 2.5 м. Светильник потолочный накладной. Потолок белый, стены светло-зеленые, пол серый.

В СанПиН находим норму освещенности – 200 лк.
Определяем индекс помещения i: 12/((3+4)*2.5) = 0.6.
Оцениваем коэффициент отражения потолка, стен и пола – ρп1 = 70%, ρc = 50%, ρп2 = 30%.
Обращаемся к таблице 1 категории светильников и находим коэффициент использования – 0.3.
Рассчитываем необходимый световой поток: (200*12)/0.3 = 8 000 лм.

Пример 3

Классная комната площадью 54 м 2 , длина – 9 м, ширина – 6 м, высота потолков – 2.5 м. Светильники подвесные с шаровидными плафонами. Потолок белый, стены светло-кремовые, пол коричневый.

В СанПиН находим норму освещенности – 300 лк.
Определяем индекс помещения i: 54/((9+6)*2.5) = 1.44.
Оцениваем коэффициент отражения потолка, стен и пола – ρп1 = 70%, ρc = 50%, ρп2 = 30%.
Обращаемся к таблице 3 категории светильников и находим коэффициент использования – 0.64.
Рассчитываем необходимый световой поток: (300*54)/0.64 = 25 300 лм.

Осталось подобрать нужное количество ламп, чтобы их суммарный световой поток составлял расчетную цифру.

Основные величины для проектирования освещения

В завершение рассмотрим, какие величины необходимы для правильного расчета освещенности при проектировании освещения и что они собой представляют.

Световой поток.
Измеряется в люменах (лм). Отражает силу света, излучаемую источником. В нашем случае лампой.
Светоотдача.
Измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Характеризует эффективность источника света. Чем выше это отношение, тем больше эффективность. У ламп накаливания это значение колеблется в пределах 10-16 в зависимости от мощности. Светодиодные лампы могут иметь светоотдачу 120 лм/Вт и более.
Освещенность.
Измеряется в люксах (лк). Показывает, насколько сильно освещен объект. Если на площадь 1 м 2 будет излучаться 1 люмен, то ее освещенность составит 1 люкс.
Коэффициент использования.
Безразмерная величина, указывающая, насколько эффективно используется источник света. Если коэффициент равен 1, то это означает, что все излучение источника достигает освещаемой поверхности. На практике эта величина зависит от многих факторов (светоотражающие свойства окружающих объектов, расстояние до источника, светопроницаемость среды и пр.).

Нормативные документы

Какими нормативными нужно руководствоваться при проектировании освещения и расчете освещенности? Вот основные из них:

На заметку. Подробнее об этих и других документах, касающихся освещения, можно узнать в статье «Нормы и правила освещения, СНиПы, ГОСТы, ПУЭ».

Мы выяснили, как правильно рассчитать освещение в комнате, чтобы не портить зрение. Надеемся, что статья окажется полезной тому, кто занимается освещением своего дома всерьез, а не на глаз.

Расчитываем освещение по методу коэффициента использования светового потока

Организация освещения требует учета многих, самых разнообразных, параметров. Без этого невозможно провести правильные расчеты. Методологии вычислительных алгоритмов могут быть различными. И одним из их вариантов для освещения считается метод коэффициента использования светового потока (КИСП).

Расчет общего освещения

Данная статья поможет вам разобраться с тем, что это за метод, а также как он высчитывается. Также вы узнаете для себя много чего полезного, что поможет при выборе источников света.

Особенности способа

КИСП хорош для использования в тех ситуациях, когда следует произвести расчет для равномерного и горизонтального освещения общего плана при применении осветительных приборов различного вида. Этим методом можно высчитать уровень светового обеспечения лампы, требуемый для организации средней освещённости в заданной ситуации, когда имеется равномерное освещение.
Обратите внимание! Данный расчет учитывает свет, который был отражен поверхностью потолка и стен при равномерном общем типе освещения.

Суть способа расчета коэффициента использования для светового потока состоит в том, что для каждого определенного помещения необходимо вычислить свой КИСП. Он рассчитывается по следующим критериям:

главные параметры комнаты;
отделочный материал, который применялся для окончательной обработки стен и потолков. Исходя из вида поверхности потолка и стен, будут определяться их светоотражающие свойства.

Любое сооружение имеет ограниченный освещаемый объем. Он ограничивается поверхностями (стены, потолок и т.д.), которые способны отражать часть светового излучения, что падает на них от осветительного прибора.
Проводя данный расчет, следует знать, что в качестве отражающих поверхностей будут выступать:

потолок;
пол;
четыре стены;
электрооборудование, которое размещено в комнате.

Таким образом, когда пространство ограничивается поверхностями, обладающими высокими показателями коэффициента отражения, отраженная их составляющая также будет достаточно большой. Поэтому учет этот составляющей обязательно необходим, чтобы расчет, в конечном итоге, получился правильным.

Обратите внимание! Неправильная оценка показателя отражения различного рода поверхностей приведет к большим погрешностям при использовании метода КИСП.

К особенностям, а также основным недостаткам, данного метода стоит отнести следующие моменты:

Теперь более детально рассмотрим алгоритм проведения расчетов с помощью применения коэффициента светового потока.

Алгоритм использования способа

Любой математический расчет требует соблюдения определенного алгоритма. Если его не придерживаться, то риск больших погрешностей значительно возрастет.
Руководствуясь методом расчета коэффициента при применении светового излучения, нужно проделать следующее:

определить систему освещения. Это означает, что нужно определиться с типом источника света (светодиодные, галогеновые, люминесцентные или другие лампочки), видом осветительного прибора, при помощи которых будет обеспечиваться подсветка конкретного участка или целой комнаты;

Разнообразие источников света

провести сам расчет.

Как видим, алгоритм небольшой, но от этого КИСП не становится проще. Целью вычислений методом коэффициента использования светового потока является определение общего типа освещения. Вначале нужно выяснить следующие параметры:

сколько осветительных приборов требуется для того, чтобы создать минимальный уровень для освещенности (ЕH);
мощность лампы, требуемой для нормированного уровня светового потока.

Далее разберем, как рассчитать данным методом общее освещение.

Определение общего типа подсветки

Решив задействовать вариант расчета коэффициента использования светового потока для одного источника света, вам нужно будет использовать следующую формулу:

Формула расчета общего освещения

Чтобы определить требуемое число осветительных приборов, можно использовать такую формулу:

Формула расчета числа ламп

Проведя расчет с использованием вышеприведенных формул, вы получите значение общего светового обеспечения и количество требуемых светильников для его реализации.

Как делать выбор системы подсветки для помещений

Выбор системы освещения должен основываться на нескольких параметрах:

вид выполняемых работ;
нормативный уровень освещенности, который установлен для каждого конкретного помещения.

Для того чтобы система освещения точно отвечала всем возможным вариантам задач, следует делать выбор в пользу ее комбинированного варианта.

Но бывают ситуации, когда достаточно только общего освещения. К примеру, им можно обойтись в цехах, гальванических, литейных и т.д. А вот комбинированная подсветка понадобится на сборочных, инструментальных, механических площадках и т.д.

Обратите внимание! При подборе системы светового обеспечения необходимо сразу же выбирать и нормы освещенности.

Все показатели, которые нужно учитывать при создании искусственного типа освещения, прописаны в соответствующей регламентирующей документации – СНиП и СанПин. Причем здесь имеются нормы для всех вариантов внутреннего пространства.

Пример норм освещенности по СНиП

Минимальный уровень светового обеспечения зависит от таких параметров:

разряд проводимых зрительных работ;
контраст и фон объекта;
специфика проведения работ и т. д.

Важным моментом выбора типа освещения считается определение вида лампочки для использования ее в качестве основного источника света. Здесь самым важным при выборе будет экономичность в вопросе потребления электроэнергии. Кроме этого важно учитывать и другие аспекты:

планировка;
строительные особенности комнаты;
состояние имеющейся в помещении воздушной среды;
дизайн.

Из источников света можно задействовать:

лампы накаливания. Они малоэкономичны;
люминесцентные лампочки. Имеют высокую светоотдачу, цветопередачу, а также низкую температуру;
металлогалогеновые лампы (ДРЛ и другие). Большая светоотдача, отличная мощность.

Источники света следует подбирать вместе со светильниками. Лампы подбираются по следующим показателям:

требования к экономии;
светотехнические параметры;
условия имеющейся воздушной среды.

Сами светильники, по светораспределению, бывают двух типов действия:

Кроме этого, исходя из кривых силы света, осветительные приборы подразделяются на семь групп:

концентрированные;
косинусные;
широкие;
полуширокие;
глубокие;
синусные;
равномерные.

В соответствии с параметрами ГОСТа лампы классифицируются по классу защиты от взрыва, воды и пыли. Какой светильник выбрать, определяют по требованиям помещения, в котором он будет функционировать.

Что нужно знать о методе

Для нашего метода вычислений требуется знать следующие виды параметров:

показатель запаса (k). Он учитывает запыленность, из-за чего происходит уменьшение светового потока, испускаемого лампочками (см. таблицу);

Параметры показателя запаса (k)

показатель уровня минимального светового обеспечения (Z ). Для него характерна неравномерность подсветки. Является функцией большинства переменных. Z зависит от расстояния между лампами к расчетной высоте (L / h);
показатель применения светового потока (h). Чтобы его найти, необходимо использовать индекс помещения (i ), а также предполагаемые величины отражения для имеющихся в помещении поверхностей (для пола rр, потолка rп и стен rс).

В данной ситуации для определения h, необходимо знать примерные показатели для разных поверхностей. Для светлых комнат:

rп = 70%;
rс = 50%;
rр = 30%.

Для комнат с незначительными выделениями пыли:

rп = 50%;
rс = 30%;
rр = 10%.

Для помещений с высоким уровнем запыленности:

rп = 30%;
rс = 10%;
rр = 10%.

При этом индекс помещения можно рассчитать по следующей формуле:

Формула определения индекса помещения

где В, А, h являются шириной, длиной и расчетной высотой. Для определения расчетной высоты используют такую формулу:

Вычисление расчетной высоты

Правильно рассчитав искомые величины, вы сможете использовать метод КИСП для любых типов помещений и светильников.

Заключение

Метод КИСП, несмотря на всю свою сложность, при правильном исполнении алгоритма и всех расчетов даст вам правильные искомые значения, чем поможет рассчитать уровень общего освещения для различного рода помещений, при использовании в нем разных разновидностей источников света и моделей осветительных приборов.

Метод коэффициента использования

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

Таблица 5-2 Таблица для определения индекса помещения

Таблица 5-3 Коэффициенты использования светового потока. Светильники с лампами накаливания

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

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

Упрощенные формы метода коэффициента использования

коэффициент запаса (при его значениях, отличающихся от указанных в таблицах, допускается пропорциональный пересчет значений удельной мощности);

значения расчетной высоты;

выбираются все решения по освещению помещения, включая число светильников N;
по соответствующей таблице находится удельная мощность w ;
определяется единичная мощность лампы по формуле

выбирается ближайшая стандартная лампа.

При люминесцентных лампах:

выбираются все решения по освещению помещений, включая число рядов светильников n и спектральный тип лампы;
по соответствующей таблице находятся значения удельной мощности w для ламп данной мощности или нескольких возможных к применению мощностей;
для тех же ламп определяется необходимое число светильников в ряду делением wS на мощность одного светильника и осуществляется компоновка ряда, как рассмотрено выше.

Значения удельной мощности для одного из типов светильников приведены в табл. 5-21.

Таблица 5-21 Удельная мощность общего равномерного освещения. Светильник У15

Пример 1. Необходимо произвести расчет по удельной мощности для того же задания, что и в примере 2 раздела.
По табл. (пример 5-21) находим w = 9,8_Вт/м2, но так как в таблице учтен k =1,3, а задано k =1,5, пропорциональным пересчетом получаем w = 11,3 Вт/м2. Отсюда

Рис. 5-1. График для определения числа светильников с лампами ЛБ-40.

Таблица 5-50 Определение мощности лампы для малых помещений при установке в помещении одного светильника

Читайте также: