Формула расчета освещенности помещения. Как самостоятельно рассчитать освещенность помещения

Вечером с наступлением сумерек, а при неудачном положении окон и днем, приходится включать лампы, и возникает вопрос, как рассчитать освещенность помещения , чтобы экономить на электроэнергии и не сидеть в темноте.

Как рассчитать освещенность помещения правильно?

Комфорт в доме – это не только приятный микроклимат, радующий взгляд интерьер и потрескивающий в углу камин. Очень большое значение при создании уюта имеет правильное распределение ламп с тем, чтобы обеспечить не утомляющее глаза освещение или мягкий полумрак. В большой комнате возможно зонирование с помощью источников света, в маленькой может быть достаточно распределения их по уровням высоты, например: торшер, бра и люстра . Но, в любом случае, в каждый прибор обязательно нужно вставить наиболее подходящую по мощности лампочку. Выбирать ее придется из десятка различных вариантов, с тем, чтобы она не оказалась слишком яркой или тусклой.

При выборе оптимального уровня освещения комнат следует опираться на такие факторы, как наличие или отсутствие зеркал, цветовая гамма отделки помещения, цвет меблировки (темный или светлый). Даже высота потолков при выборе лампочек для люстры будет играть определенную роль. Также следует помнить о том, что освещение должно соответствовать назначению помещения. В спальне наилучшим вариантом будет приглушенный свет, в рабочем кабинете яркая лампочка понадобится только в районе письменного стола, в гостиной лучше использовать разные варианты. Мощность иллюминации обычно принимается на квадратный метр, пример можно увидеть в таблице далее.

Общепринятые нормы освещенности при высоте потолка помещения не более 3 м

Простейший способ, как рассчитать освещенность помещения, заключается в формуле P = (p . S)/N , в которой p является удельной мощностью, как правило принимаемое за 20 Вт/м 2 , S – площадь помещения, а N – количество ламп. Однако эта формула даст лишь приблизительную цифру и не покажет достоверно необходимость добавить или, наоборот, убавить яркость света. Начать с того, что удельная мощность для каждой комнаты своя, и может изменяться в зависимости от того, какого типа лампочка вставлена в патрон. Убедиться в этом можно, заглянув в таблицу.

Что нужно учесть при вычислении необходимой яркости ламп?

Итак, мы рассмотрели наиболее простой метод вычисления возможной мощности иллюминации в помещении. Но, опять же, это суммарная мощность. Можно вкрутить 2 лампочки по 100 Вт или 4 лампочки по 50, распределив их более широким фронтом. Что изменится? Количество источников света. Логично, что разместив двухрожковую и очень яркую люстру в центре комнаты, сидя к ней спиной за столом, вы будете видеть свою тень на рабочей поверхности. И несложно догадаться, что размещение 4 ламп с суммарной мощностью, идентичной предыдущему варианту по разным зонам помещения, включая и рабочую, даст куда больший эффект.

До того, как рассчитать количество светильников, следует учесть высоту потолка и рабочей поверхности. Выше приведена таблица норм яркости освещения комнаты для потолков до 3 метров. А если они гораздо выше? Тогда те же показатели следует умножить на 1.5, а после 4 метров – на 2. В идеале следовало бы учитывать при вычислениях и естественные источники освещения, то есть , но пересчитать количество проникающих через них люмен вряд ли представляется возможным. А вот для ламп это вполне осуществимо, если воспользоваться таблицей.

Источник	Мощность (Ватт)	Световой поток (люмен) (Ф л)	Средний срок службы (часы)
Лампа накаливания теплый белый свет	15 25 40 60 75 100	90 230 430 730 960 1380	1000
Галогеновая лампа 12 В теплый белый свет	20 35 50 75	340 670 1040 1280	2000 - 4000
Галогеновая лампа 220 В теплый белый свет	100 150 200 300 400 500	1650 2600 3200 5000 6700 9500	2000 - 4000
Люминисцентная лампа теплый белый свет холодный белый свет нейтральный белый свет	4 6 8 13 15 16 18 36 58	120 240 450 950 950 1250 1350 3350 5200	7500 - 8500
Ртутная лампа теплый белый свет нейтральный белый свет	50 80 125 250 400	2000 4000 6500 14000 24000	8000 - 12000
Натриевая лампа желтый свет	35 50 70 100 150 250 400	2000 3500 5600 9500 15500 30000 51500	8000 - 10000
Металлогалогеновая лампа теплый белый свет холодный белый свет	39 75 150	3000 5100 12500	6000 - 9000

Поэтому обратим внимание не на внешние факторы, а на внутренние, то есть на свет ламп и его взаимодействие с отделкой. Матовое покрытие мебели и стен имеет свойство поглощать световые лучи, а глянцевое, как известно, отражает их . То же самое и с цветами, более темные требуют яркого освещения и наоборот. Удельную мощность из приведенной ранее формулы нужно брать, исходя из всех перечисленных факторов, и в этом поможет следующая таблица.

Помещение

Средняя мощность

Прямое освещение

Смешанное освещение

Отраженное освещение

Отделка помещения

светлая

темная

светлая

темная

светлая

темная

Для ламп накаливания

Прихожая

Кабинет, гостиная

Спальня

Ванная, кухня

Кладовая

Подвал, чердак

Для люминесцентных ламп

Прихожая, лестница

Ванная, кухня, гостиная

Кладовая, подвал, чердак

Как рассчитать количество светильников на комнату?

Итак, мы знаем высоту потолка, допустим, 3.2 метра, в кабинете у нас стоит стол высотой 80 сантиметров. Как определить, сколько потребуется источников света? Здесь уже не обойтись простым методом, а потому воспользуемся более сложным вариантом, для которого потребуется ряд формул. А оперировать придется помимо Ватт такими единицами измерения, как люкс и люмен. Прежде всего, высчитываем площадь комнаты по стандартному пути S = a . b , где a и b – длины сопредельных сторон помещения. Допустим, требуемое значение будет 12 м 2 .

Далее нужно узнать коэффициент использования осветительного прибора, для чего нам понадобится индекс помещения и коэффициенты отражения различных поверхностей. Формула для получения первого показателя используется следующая: φ=S/((h1 - h2) ∙ (a + b)). Здесь добавляются две новых переменных, h1 и h2 , представляющие собой высоту от потолка до пола и от потолка до освещаемой рабочей поверхности стола. Что же касается коэффициентов, то они зависят от того, из какого материала выполнена поверхность, какую имеет и текстуру. Подходящие значения можно выбрать из таблицы.

Характер отражающей поверхности	Коэффициент отражения r, %
Поверхности из материалов с высокой степенью отражаемости; белый мрамор
Побеленный потолок; побеленные стены с окнами, закрытыми белыми шторами; белая фаянсовая плитка
Обои белые, кремовые, светло-желтые
Побеленные стены при незанавешенных окнах; побеленный потолок в сырых помещениях; чистый бетонный и светлый деревянный потолок; сосновая древесина светлая
Дерево фанера
Дерево дуб светлый
Бетонный потолок в грязных помещениях; деревянный потолок; бетонные стены с окнами; стены, оклеенные светлыми обоями; серые поверхности
Обои темные
Стены и потолки в помещениях с большим количеством темной пыли; сплошное остекление без штор; красный кирпич не оштукатуренный; стены с темными обоями
Красный кирпич
Оконное стекло (толщина 1-2 мм)

Обычно принято брать коэффициенты отражения для потолка, стен и пола (преобразуются они в десятичные дроби, то есть значение 50 соответствует 0.5). По ним и результату вычисления индекса помещения не сложно найти еще одну переменную – индекс использования освещения U , который нам понадобится для дальнейших расчетов. Очередной коэффициент определяется по таблицам, которые существенно различаются в зависимости от использования той или иной марки лампы. Возьмем, к примеру, светильники с типом КСС М, то есть широким спектром освещения в пределах 180 градусов излучения максимальной яркости. Это как раз обычная бытовая лампочка.

	Значение U, %
	При r потолка = 0.7, r стен = 0.5, r пола = 0.3 и φ равном:						При r потолка = 0.7, r стен = 0.5, r пола = 0.1 и φ равном:
	0.6	0.8	1.25	2	3	5	0.6	0.8	1.25	2	3	5
М	35	50	61	73	83	95	34	47	56	66	75	86
	При r потолка = 0.7, r стен = 0.3, r пола = 0.1 и φ равном:						При r потолка = 0.5, r стен = 0.5, r пола = 0.3 и φ равном:
	0.6	0.8	1.25	2	3	5	0.6	0.8	1.25	2	3	5
М	26	36	46	56	67	80	32	45	55	67	74	84
	При r потолка = 0.5, r стен = 0.5, r пола = 0.1 и φ равном:						При r потолка = 0.5, r стен = 0.3, r пола = 0.1 и φ равном:
	0.6	0.8	1.25	2	3	5	0.6	0.8	1.25	2	3	5
М	31	43	53	63	72	80	23	36	45	56	65	75
	При r потолка = 0.3, r стен = r пола = 0.1 и φ равном:						При r потолка = r стен = r пола = 0.1 и φ равном:
	0.6	0.8	1.25	2	3	5	0.6	0.8	1.25	2	3	5
М	17	29	38	46	58	67	16	28	38	45	55	65

Узнав значение U , затем подставляем его в формулу N=(E∙S∙100∙K з)/(U∙n∙Ф л) . В числителе у нас появились новые переменные: Е – минимальная освещенность, выражающаяся в люксах (лк), и К з – коэффициент запаса, учитываемый исходя из старения лампочек в процессе эксплуатации. Последний является, по сути, константой, которую можно найти в СНиП, но в среднем этот показатель соответствует 1.5 для люминесцентных ламп и 1.3 для ламп накаливания. В знаменателе нам неизвестна n – количество источников света в электроприборе и Ф л – излучение одной лампы, выражающееся в люмах (лм). Значение минимальной освещенности рассчитывается по формуле Е = Ф л / S . Используя все параметры, приведенные в таблицах, а также результаты второстепенных формул, найти количество светильников N на комнату не составит труда.

Сколько бы лампочек ни было в люстре, на всю комнату она светить не способна, где-то обязательно останутся более темные участки, поэтому разумнее распределить источники освещения по всему помещению.

И качество выпускаемой продукции в значительной мере зависят от освещения.

Свет представляет собой видимые глазом электромагнитные волны оптического диапазона длиной 380-760 нм, воспринимаемые сетчатой оболочкой зрительного анализатора.

С точки зрения гигиены труда основной светотехнической характеристикой является освещенность (E ), которая представляет собой распределение светового потока (Ф ) на поверхности площадью (S ) и может быть выражена формулойЕ = Ф/S .

За единицу освещенности принят люкс (лк) — освещенность поверхности площадью 1 м 2 при световом потоке падающего на нее излучения, равном 1 лм.

Световой поток (Ф ) — мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению, измеряется в люменах (лм).

Единица светового потока -люмен (лм ) — световой поток, излучаемый точечным источником с телесным углом в 1 стерадиан при силе света, равной 1 канделе.

• Стерадиан - телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающий из поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, длина которой равна радиусу сферы.
• Сила света (I ) определяется как отношение светового потока (Ф ), исходящего от источника и распространяющегося равномерно внутри элементарного телесного угла (d ), к величине этого угла: I = Ф/d .
• Кандела — сила света, испускаемого с площади 1/600 000 м 2 сечения полного излучателя в перпендикулярном направлении при температуре излучателя, равной температуре затвердевания платины при давлении 101 325 Па.

В физиологии зрительного восприятия важное значение придается не падающему потоку, а уровню яркости освещаемых и других объектов. Под яркостью понимают характеристику светящихся тел, равную отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению. Яркость измеряется в нитах (нт ). Яркость освещенных поверхностей зависит от их световых свойств, степени освещенности и угла, под которым поверхность рассматривается.

Световой поток, падающий на поверхность, частично отражается, поглощается или пропускается сквозь освещаемое тело. Поэтому световые свойства освещаемой поверхности характеризуются также следующими коэффициентами:

• коэффициент отражения - отношение отраженного телом светового потока к падающему;
• коэффициент пропускания - отношение светового потока, прошедшего через среду, к падающему;
• коэффициент поглощения - отношение поглощенного телом светового потока к падающему.

Параметры и коэффициенты освещенности

Существуют два источника света — Солнце и искусственные источники, созданные человеком. Основные искусственные источники света, применяемые ныне, — электрические источники, прежде всего лампы накаливания и газоразрядные лампы. Источник света излучает энергию в виде электромагнитных волн, имеющих различную длину волны. Человек воспринимает электромагнитные волны как свет только в диапазоне от 0,38 до 0,76 мкм.

Освещение и световая среда характеризуется следующими параметрами.

Световой поток (Ф) — часть электромагнитной энергии, которая излучается источником в видимом диапазоне. Поскольку световой поток — это не только физическая, но и физиологическая величина, т. к. характеризует зрительное восприятие, для него введена специальная единица измерения люмен (лм).

Сила света (I) . Так как источник света может излучать свет по различным направлениям неравномерно, вводится понятие силы света как отношения величины светового потока, распространяющегося от источника света в некотором телесном угле W (измеряется в стерадианах), к величине этого телесного угла

I = Ф/W.

Сила света измеряется в канделах (кд).

Солнце и искусственные источники света — это первичные источники светового потока, т. с. источники, в которых генерируется электромагнитная энергия. Однако существуют вторичные источники — поверхности объектов, от которых свет отражается.

Коэффициентом отражения (r) называется доля светового потока (Ф пад ), падающего на поверхность, которая отражается от нее:

r = Ф отр / Ф пад

Величина же светового потока (Ф отр ), отраженного поверхностью предмета и распространяющегося в некотором телесном угле (W ), отнесенная к величине этого угла и площади (S ) отражающей поверхности, называется яркостью (L) объекта. По сути это сила света, излучаемая поверхностью, отнесенная к площади этой поверхности:

L = Фотр / (W * S); L = I/S.

Измеряется яркость в кд/м 2 .

Чем больше яркость объекта, тем больший световой поток от него поступает в глаз и тем сильнее сигнал, поступающий от глаза в зрительный центр. Таким образом, казалось бы, чем больше яркость, тем лучше человек видит объект. Однако это не совсем так. Если поверхность (фон), на которой располагается объект, имеет близкую по величине яркость, то интенсивность засветки участков сетчатки световым потоком, поступающим от фона и объекта, одинакова (или слабо различается), величина поступающих в мозг сигналов одинакова, и объект на фоне становится неразличимым.

Для лучшей видимости объекта необходимо, чтобы яркости объекта и фона различались. Разница между яркостями объекта (L О ) и фона (L ф ), отнесенная к яркости фона, называется контрастом:

К = | L о — L ф | / L ф.

Величина контраста берется по модулю.

Если объект резко выделяется на фоне (например, черная линия на белом листе) контраст считается большим, при среднем контрасте объект и фон заметно различаются по яркости, при малом контрасте объект слабо заметен на фоне (например, линия бледно-желтого цвета на белом листе). При К < 0,2 контраст считается малым, при К = 0,2...0,5 контраст средний, а при К > 0,5 — большим.

Величина яркости объекта тем больше, чем больше коэффициент отражения и падающий на поверхность световой поток.

Для характеристики интенсивности падающего на поверхность от источника света светового потока введена специальная величина, получившая название освещенности.

Освещенность — это отношение падающего на поверхность светового потока (Ф пад ) к величине площади этой поверхности (S )

E = Ф пад /S.

Измеряется освещенность в люксах (лк), 1 лк = 1 л м/м 2 .

Таким образом, чем больше освещенность и контраст, тем лучше видно объект, а следовательно, меньше нагрузка на зрение. Следует обратить внимание на то, что слишком большая яркость отрицательно воздействует на зрение. Как правило, большая яркость связана нс со слишком большой освещенностью, а с очень большими коэффициентами отражения (например, зеркальным отражением). При большой яркости имеет место очень интенсивная засветка сетчатки, и разлагающийся светочувствительный материал не успевает восстанавливаться (регенерироваться) — возникает явление ослепленности. Такое явление, например, возникает, если смотреть на раскаленную вольфрамовую нить лампы накаливания, обладающей большой яркостью.

Одной из характеристик зрительной работы является фон — поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее свет. Отражательная способность определяется коэффициентом отражения г. В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения изменяются в широких пределах — 0,02...0,95. Фон считается светлым при r>0,4 , средним при значениях r в диапазоне 0,2...0,4 и темным при r<0,2 .

Чтобы проиллюстрировать влияние контраста на зрительное восприятие, положите черный волос на темный лист бумаги, а белый — на белый лист бумаги, затем наоборот. Вы заметите, что во втором случае оба волоса видно значительно лучше, т. к. больше контраст.

Чтобы проиллюстрировать влияние освещенности на зрительное восприятие, проведите тот же опыт при различных освещенностях в помещении. Лучшего результата можно достичь в пасмурную погоду при недостаточной естественной освещенности в помещении. Рассмотрите черный волос на темном листе при выключенном и включенном освещении. При включенном освещении волос лучше виден. Белый волос на темном фоне виден даже при выключенном искусственном освещении.

Важной характеристикой, от которой зависит требуемая освещенность на рабочем месте, является размер объекта различения.

Размер объекта различения - это минимальный размер наблюдаемого объекта (предмета), отдельной его части или дефекта, которые необходимо различать при выполнении работы. Например, при написании или чтении, чтобы видеть текст, необходимо различать толщину линии буквы — толщина линии и будет размером объекта различения при написании или чтении текста. Размер объекта различения определяет характеристику работы и ее разряд. Например, при размере объекта менее 0,15 мм разряд работы наивысшей точности (I разряд), при размере 0,15...0,3 мм — разряд очень высокой точности (II разряд); от 0,3 до 0,5 мм — разряд высокой точности (III разряд) и т. д. При размере более 5 мм — грубая работа.

Очевидно, чем меньше размер объекта различения (выше разряд работы) и меньше контраст объекта различения с фоном, на котором выполняется работа, тем больше требуется освещенность рабочего места, и наоборот.

Контроль параметров освещения

Для оценки условий освещения (естественного и искусственного) с помощью люксметров измеряют освещенность (Е, лк).

Люксметр (рис. 5) представляет собой переносной прибор, состоящий из светочувствительного элемента, измерительного прибора и светопоглотительной насадки.

Фотоэлемент — пластина, на поверхности которой нанесен светочувствительный слой, трансформирующий световую энергию в электрическую. При попадании на фотоэлемент светового потока возникает электрический сигнал, который по проводам передается в электроизмерительный прибор, имеющий гальванометр с зеркальной шкалой. Величина возникающего электрического тока пропорциональна интенсивности светового потока. Если на фотоэлемент надета насадка-поглотитель из молочного стекла, то световой поток, падающий на светочувствительный слой, ослабляется в 100 раз.

Прибор имеет три диапазона измерений: до 25; до 100 и до 500 лк (устанавливается специальным переключателем на корпусе прибора),а если на фотоэлемент надета насадка-поглотитель, то пределы измерений соответственно возрастают в 100 раз — до 2500, 10 000 и 50 000 лк. Если переключатель находится против цифры 25, то без насадки цена деления шкалы (имеет 50 делений) равна 25/50 = 0,4 лк, а с насадкой — в 100 раз больше, т.е. 40 лк. Соответственно в положении переключателя против цифры 100 цена деления равна 100/50 = 2 лк, а с насадкой — 200 лк, и, наконец, в положении против цифры 500 она равна 500/50 = 10 лк, а с насадкой — 1000 лк.

Рис. 5. Люксметр

Люксметр градуирован для ламп накаливания. При измерении освещенности люминесцентных ламп и естественной освещенности необходимо вводить поправочный коэффициент: для ламп дневного света — 0,9; для ламп белого света — 1,1; для естественного освещения — приблизительно 0,8.

При выполнении измерений люксметр устанавливают горизонтально и проверяют положение стрелки — она должна быть на нуле. Если стрелка отклонена, ее необходимо установить против нуля с помощью шлица под гальванометром.

Естественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности е, %:

е = Е в /Е н * 100 ,

• Е в — освещенность внутри помещения, лк;
• E н — одновременная освещенность рассеянным светом снаружи, лк.

Нормированное значение «е» определяется по СНиП 23-05-95 с учетом характера зрительной работы, системы освещения, района расположения здания на территории Российской Федерации и его расположения по отношению к солнцу.

Искусственное освещение, осуществляемое газоразрядными и электрическими лампами, по конструктивному исполнению может быть двух систем — общее освещение и комбинированное (общее и местное). Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10% нормируемой для комбинированного освещения.

Искусственное освещение нормируется исходя из характеристики работ, при этом задаются как количественные (минимальная освещенность, допустимая яркость), так и качественные характеристики (показатель ослепленности, коэффициент пульсации освещенности, спектр излучения).

Минимальная освещенность устанавливается согласно условиям зрительной работы, которые определяются наименьшим размером объекта различения, контрастом объекта с фоном (большой, средний. малый) и характеристикой фона (темный, средний, светлый).

Расчет искусственного общего равномерного освещения производится методом светового потока (коэффициента использования).

Световой поток лампы накаливания, энергосберегающей лампы или группы люминесцентных ламп, объединенных в один светильник, определяется по формуле:

• Е н — нормированная минимальная освещенность, лк;
• S - площадь освещаемого помещения, м 2 ;
• z - коэффициент минимальной освещенности (1,1-1,5);
• k 3 — коэффициент запаса (1,3-1,8);
• n — число светильников в помещении;
• η и — коэффициент использования светового потока.

По полученному в результате расчета световому потоку по ГОСТ выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют необходимую электрическую мощность. При выборе лампы допускается отклонение светового потока от расчетного в пределах 10-20%.

Уровень освещенности промышленных зданий измеряется непосредственно на рабочих местах в рабочей зоне (в зоне резания и обработки деталей, на столах сборки, на шкалах приборов); в административно-бытовых помещениях освещенность измеряется на рабочих местах, которыми являются рабочие столы, счетные и пишущие машины и т.д. В зависимости от характера производства и конструкции оборудования рабочая зона может находиться в горизонтальной, вертикальной или наклонной плоскости. В помещениях, где работа может происходить в любой точке помещения, освещенность измеряется в горизонтальной плоскости на уровне 0,8 м от пола.

Очень важной необходимой и трудоемкой частью работы, относящейся к контролю освещенности, является периодическая (4-12 раз в год в зависимости от запыленности помещения) чистка колб ламп и отражающих, рассеивающих и других поверхностей и деталей светильников от накапливающихся на них пыли и грязи. Освещенность на отдельных предприятиях, как показали исследования, в течение нескольких месяцев эксплуатации, если не производить очистку светильников, может снизиться в 2-3 раза по сравнению с проектной.

Сохранение необходимых условий освещения, создаваемых осветительной установкой, в значительной степени зависит от своевременности замены источников света (как перегоревших ламп, так и продолжающих работать, но со значительно меньшим по сравнению с номинальным световым потоком).

Замену ламп обычно производят индивидуально или групповым методом (через определенный срок работы). Крупные предприятия с установленной общей мощностью на освещение (свыше 250 кВт) должны иметь в штате специально выделенное лицо, ведающее эксплуатацией освещения (инженер или техник). Освещенность проверяется не реже одного раза в год, после очередной чистки светильников и замены перегоревших ламп.

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.

В электрике существует такое понятие как, расчет освещенности помещения . Данный расчет является фундаментом

всей осветительной части электропроводки, поэтому ему следует уделить особое внимание. В этой татье мы подробно разберем:

• Зачем делать расчет освещенности помещения?
• На что следует обратить внимание, и что нужно учесть, при планировании освещения.
• Какие существуют нормы освещенности жилых помещений?
• Как выполнить расчёт освещённости помещения, пример расчёта

Теперь, обо всем по порядку.

Зачем делать расчет освещения?

В первую очередь, данный расчетнеобходим, для создания достаточной освещенности помещения, которая в свою очередь обеспечивает благоприятные и комфортные условия для жизни и здоровья человека.

Недостаток освещения или его чрезмерность, вызывает сильное напряжение глаз, быструю утомляемость и оказывает негативное психологическое давление, что неблагоприятным образом отражается на здоровье человека в целом.

На что следует обратить внимание при планировании освещения помещения?

Идеальным освещением для наших глаз, является естественный природный свет (дневное, утреннее или вечернее солнце, солнце за облаками).

Основной задачей расчета освещенности помещения, является максимальное приближение искусственного освещения к естественному. К искусственному освещению относиться такой свет, которым человек имеет возможность управлять.

Электрический свет, является искусственным, он получается в результате преобразование электрической энергии в один из видов электромагнитного излучения, которое воспринимается человеческим глазом как свет. Именно такое преобразование происходит внутри ламп установленных в корпусах осветительных электроустановок (светильники, люстры, бра, торшеры и так далее).

• Лампа накаливания (лампочка Ильича)
• Галогенная лампа
• Люминесцентная лампа
• Компактная люминесцентная лампа
• Газоразрядная лампа

Каждая из этих ламп имеет свои характеристики, особенности, преимущества и недостатки. Поэтому, делая выбор в сторону конкретной лампы нужно учитывать следующие вещи:

• Мощность лампы
• Световой поток
• Цветопередача

Эти данные указаны заводом изготовителем на упаковке лампы, опираясь на них, мы можем выбрать требуемую освещенность для конкретного помещения.

Мощность лампы – определяет, количество потребляемой электроэнергии лампой, измеряется в Ватах (Вт)

Световой поток – излучаемое лампой количество света, измеряется в Люменах (Лм).

Цветопередача – состоит из цветовой температуры и оттенка. Цветовая температура измеряется в диапазоне от красного 1800 К – до синего 16 000 К цвета. Измеряется в Кельвинах (К). Оттенок, для большинства видов ламп освещения, может быть теплого или холодного света, задает общую тональность светового потока.

Таблица цветопередачи некоторых источников света.

Таблица №1

Источник света	Кельвин (К)
Свеча	1500-2000
	2200
	2680
	2800
Лампа накаливания мощностью 200 Вт
Галогенная лампа
Люминесцентная лампа тёплого белого света
Солнце на горизонте	3400
Люминесцентная лампа белого света	3500
Люминесцентная лампа холодного белого света	4000
Солнце в полдень	5500
Люминесцентная лампа дневного света	5600-7000

Чем меньше значение, тем цветность ближе к красному, чем больше, тем ближе к синему. Например, знакомая нам всем 100 Ваттная лампа накаливания имеет цветность 2800 К.

Теперь, поговорим о таких понятиях как световой поток и световая отдача.

Световой поток – количество света излучаемое лампой.

Световая отдача – отношение светового потока к мощности (люмен на ватт, лм/Вт), показатель эффективности осветительной способности лампы, а так же ее экономичности.

Для наглядности, ниже приведена таблица световой отдачи некоторых источников света.

Таблица №2. Световой поток и световая отдача некоторых видов ламп.

Вид лампы	Световой поток (Люмен, лм)	Световая отдача (лм / Вт)
Лампа накаливания мощностью 10 Вт	50	5
Лампа накаливания мощностью 25 Вт	220	8,8
Лампа накаливания мощностью 40 Вт	415	10,4
Лампа накаливания мощностью 60 Вт	710	11,8
Лампа накаливания мощностью 75 Вт	935	12,5
Лампа накаливания мощностью 100 Вт	1340	13,4
Галогенная лампа накаливания на напряжение 230 В, мощностью 42 Вт	625	15
Галогенная лампа накаливания на напряжение 230 В, мощностью 55 Вт	900	16
Галогенная лампа накаливания на напряжение 230 В, мощностью 70 Вт	1170	17
Люминесцентная лампа мощностью 36 Вт	2850-3350	71-84
Светодиодная лампа мощностью 10 Вт, цветовой температуры 4500 К	860	86

Из таблицы видно, насколько отличаются показатели различных ламп. Именно поэтому, выбору следует уделить особое внимание.

Так же, немаловажную роль в освещенности помещения играют осветительные конструкции, в которые будут установлены выбранные лампы (люстра, светильник, бра).

Здесь, основными факторами являются:

• Место установки (на стену или потолок),
• Высота установки,
• Наличие декоративных плафонов, их прозрачность,
• Куда направлена лампа в светильнике (вверх, вниз, вбок).

Открытая лампа, даст больше светового потока, чем лампа закрытая непрозрачным плафоном. Чем выше от пола установлена лампа, тем больше от нее будет света, соответственно, светильник, смонтированный на потолке, будет освещать площадь больше, чем светильник, установленный на стене.

Стоит отметить еще один очень важный момент, который необходимо учесть при расчете освещенности помещения. Цвет стен и мебели. Ни для кого не секрет, что светлые тона отражают свет, а темные поглощают. При использовании темных цветовых решений в дизайне, будьте готовы к потерям освещенности за счет цвета.

Нормы освещенности жилых помещений

Для того чтобы знать, сколько конкретному помещению требуется освещения, главным управлением строительства разработаны специальные нормативные правила, которые прописаны в документации под названием СНиП (строительные нормы и правила). Ниже, в таблице, приведены нормы освещенности жилых помещений, согласно этих правил.

Стоит пояснить, что под понятием освещенности подразумевается необходимое количество светового потока на 1 квадратный метр помещения. Измеряется освещенность в Люксах (Лк).

Ниже приведена таблица освещенности жилых помещений согласно требований СНиП. Используя ее значения можно без труда самостоятельно выполнить довольно несложный расчет. Как его выполнить рассмотрим на конкретном на примере после таблицы.

Таблица №3. Нормы освещенности жилых помещений, согласно СНиП

Помещение	Норма освещенности (Лк)
Лифтовая шахта	5
Проход технического этажа
Проход чердака
Проход подвала
Вентиляционная камера
Тепловой пункт
Насосная
Электрощитовая
Колясочная	30
Велосипедная
Лестницы	20
Комната консьержа	150
Ванная комната
Туалет
Душевая комната
Бильярдная комната	300
Тренажерный зал	150
Баня
Бассейн
Раздевалка
Гардеробная комната	75
Подсобная комната	300
Холл квартиры	50
Коридор квартиры
Кабинет	300
Библиотека
Детская комната	200
Кухня	150
Жилая комната	150
Вестибюль	30

Расчёт освещённости помещения, пример расчёта

Напомню, что измеряется освещенность в люксах, 1 люкс = 1 люмен на метр квадратный

В качестве примера, выполним расчет освещенности кухни, площадью 7 метров квадратных.

Обратимся к таблице №3, норма освещенности 1 квадратного метра кухни составляет 150 Люкс.

150 Лк * 7 м 2 = 1050 Лк

Получается, что для освещения кухни нам потребуется освещенность в 1050 Лк.

А так как 1 Лк = 1 лм/м 2 , то получается, что для освещения кухни площадью 7 метров потребуется световой поток в 1050 Лм.

Теперь, подбираем по таблице № 2 лампы, которые будут использоваться в кухонном светильнике, подходящие нам по количеству рассчитанного светового потока.

Допустим, что освещение кухни мы хотим сделать лампами накаливания. Смотрим по таблице №2, что соответствует световому потоку в 1050 Лм. Обычная лампа накаливания мощностью 75 Вт выдает 935 Лм, что почти соответствует полученному в расчетах результату. Как вариант, можно так же использовать галогенную лампу накаливания на напряжение 230 В, мощностью 70 Вт, ее световой поток составляет 1170 Лм.

Перед тем, как мы сделаем окончательный выбор, нужно учесть еще два пункта:

1. Цветопередачу лампы
2. Конфигурацию светильника

Цветопередача лампы накаливания, выполненной в стандартном исполнении (с прозрачным стеклом), всегда равняется одному и тому же значению 2750 К, имеет один и тот же оттенок света. Поэтому, здесь мы не ничего не выбираем. Но, если бы, к примеру, наш выбор пал на компактную люминесцентную лампу, то здесь, нужно было бы выбрать оттенок света холодный или теплый и цветопередачу. Для ламп холодного оттенка – цветопередача начинается от синего цвета до белого, для ламп теплого оттенка - от белого до красного.

Теперь, разберем конфигурацию светильника. Допустим, наш светильник будет иметь матовый плафон, которым будет закрываться лампа. Здесь, стоит учесть, что такой плафон имеет свои плюсы и минусы. К плюсам, относиться мягкое распределение светового потока по комнате. К минусам, некоторая потеря света, за счет его преломления плафоном.

Как быть? Снова обращаемся к таблице №2, смотрим следующее значение светового потока выбранной нами лампы в большую сторону. Следующей, после лампы 70 Вт (935 Лм,) идет лампа накаливания мощностью 100 Вт, световой поток которой равен 1340 Лм. Выбираем данную лампу, она компенсирует потери светового потока в плафоне светильника.

Хочу отметить еще один очень важный момент. Перед тем, как выбрать лампы для светильника нужно посмотреть, на сколько Ватт рассчитан его патрон. Как правило, на патроне имеется наклейка или надпись с такой информацией. Особенно, это актуально при использовании в светильниках ламп накаливания и галогеновых ламп, так как они помимо света вырабатывают еще и тепло. Для примера, если в патрон, рассчитанный на максимальную лампу в 60 Вт, установить лампу мощностью 100 Вт, то он расплавиться.

Подведем итог произведенных нами расчетов

Выполнив расчет освещения помещения кухни, площадь которого равна 7 квадратным метрам, мы установили, что для освещения конкретной комнаты, согласно нормам СНиП, будет достаточно освещенности 1050 Люкс.

В данном помещении будет установлен один потолочный светильник с матовым плафоном. Учтя конфигурацию светильника, было принято решении об увеличении мощности лампы с 75 до 100 Вт.

По итогам проведенных расчетов, в кухонный потолочный светильник будет установлена лампа накаливания мощностью 100 Вт.

Благодаря выполненным расчетам мы получили достаточную освещенность помещения, что однозначно благоприятно отразиться на здоровье и комфорте находящихся в нем людей.

При всех достижениях современной науки наилучшее освещение до сих пор предоставляет природа. Человеку остаётся только стремиться максимально приблизиться к показателям естественного света, которые обеспечивают нам солнце, и по возможности подражать. Именно поэтому к такому, казалось бы, банальному делу, как расчёт освещённости помещения, желательно подойти со всей ответственностью. Лучше, чем надо - всё равно не получится.

Правильное распределение света - залог уюта в комнате

Сам расчёт освещения состоит из (электрической или световой), количества светильников, а также количества ламп и мощности каждой из них. А вот факторов, которые могут повлиять на эти расчёты, довольно много.

Что нужно учитывать при расчёте

Сосредоточимся на тех характеристиках, которые могут быть учтены самостоятельно. Это:

• тип помещения (гостиная, рабочий кабинет и т. д.);
• высота потолка;
• цвет напольного покрытия, мебели или стен;
• наличие или отсутствие зеркал.

Уровень освещённости разных типов комнат зависит от их целевого назначения. То, что в гостиной или кухне будет нормой - для спальни уже слишком ярко, и наоборот. Высота потолка тоже имеет определённое значение. Стандартом при вычислениях считается высота до 3 м. Если она находится в пределах от 3 до 4 м - все результаты нужно умножить на 1,5, если больше - на 2.

Прежде всего, следует исходить из типа помещения

Учёт цветовой гаммы и наличия зеркал производится с помощью специальных коэффициентов и индексов. Если пытаться учесть абсолютно всё, то можно надолго застрять в этом процессе. В основном сложности возникают при выполнении зонирования помещения с помощью света. Но, с другой стороны, это больше касается сложных дизайнерских планировок, и такие данные входят в дизайн-проект. Постараемся дать , которые пригодятся в большинстве случаев.

Способы расчёта

Их можно выделить два:

1. По электрической мощности (в Ваттах).
2. По световой (в Люменах).

Для каждого варианта предусмотрены свои нормы, формулы и единицы измерения. Оба имеют свои достоинства и недостатки. Рассмотрим их более детально.

Считаем в Ваттах

• требуемая мощность на квадратный метр.

Площадь находим по простой школьной формуле S=a*b. Далее, берём данные о необходимом количестве Ватт на 1 м 2 - в среднем это 20 Вт - и множим на площадь. Математически это будет выглядеть так: P=S*p, где P - общая мощность, p - номинальная для 1 м 2 . Теперь можно высчитать количество лампочек в помещении. Просто делим общую мощность на этот же показатель для одной лампы. То есть, если вы хотите осветить помещение, которое требует в общем 300 Вт с помощью лампочек в 75 Вт, то: 300/75=4 - именно столько источников света вам понадобится.

Рациональное использование источников освещённости позволит улучшить атмосферу в помещении

Следует отметить, что норма 20 Вт - очень приблизительна. И чтобы повысить точность, желательно использовать отдельные показатели по каждому типу помещения:

• гостиная - 10–35 Вт;
• кухня - 12–40 Вт;
• ванная комната - 10–30 Вт;
• спальня - 10–20 Вт.

Все данные о мощностях мы умышленно привели для обычных ламп накаливания, как самых распространённых в наших краях. Производители более дорогих и в то же время экономичных видов зачастую указывают на упаковке какой по мощности лампе накаливания соответствует этот экземпляр.

Считаем в Люменах

Этот способ, с одной стороны, более точный, с другой - менее привычный. Хотя, если разобраться в единицах измерения, то ничего сложного в нём нет. Сложность заключается в том, что большинство из нас ассоциирует всё связанное с освещением с Ваттами. Но на самом деле эта единица измерения показывает лишь сколько ваша лампа потребляет электрической энергии. А сколько она при этом даёт света, её световой поток, измеряется в Люменах (Лм). В свою очередь, освещённость помещения измеряется уже в Люксах (Лк). 1 Лк равен 1 Лм на 1 м 2 . Объясняем проще. Если с помощью светового потока в 1 Лм осветить поверхность площадью в 1 м 2 - такая освещённость будет равна 1 Лк.

Дальше действуем по тому же алгоритму. Берём общую площадь, множим её на необходимую освещённость для 1 квадратного метра и получаем мощность светового потока, которая нужна для освещения всего помещения. Формула почти такая же, как и раньше: P=S*E. Где S по-прежнему площадь, P - общая мощность (теперь в Лм), а E - освещённость 1 м 2 в Лк.

Помните об эффективности каждого источника освещения

Чтобы воплотить эту формулу в жизнь понадобятся нормы по освещённости того или иного типа помещения. По разным нормативным документам они составляют:

• гостиная - 100–200 Лк;
• кухня 150–300 Лк;
• ванная комната - 50–200 Лк;
• спальня - 100–200 Лк.

Осталось произвести расчёт количества светильников. Для этого общую мощность (P) делим на световой поток от одного источника (F) - n=P/F. Здесь тоже потребуются определённые цифры. А именно световая мощность разных видов ламп. Почти всегда эти сведения можно найти на упаковке. Но на всякий случай основные из них приведём и здесь:

Подставив данные из таблицы в формулу над ней, количество источников света при использовании разных типов ламп.

Как мы и говорили, если внимательно отнестись к единицам измерения и не путать Люмены и Люксы - сам расчёт ничего сложного собой не представляет. При достаточном уровне ответственности и внимания произвести его сможет каждый. Но если эта информация вас немного озадачила - можем предложить произвести подсчёт онлайн. Для этого используйте специальный калькулятор освещённости помещения.