Грамотный расчет освещения

Как рассчитать количество точечных светильников на комнату

Вычисления включают два этапа. На первом определяют, какой световой поток понадобится в помещении. Для этого пользуются формулой:

P = S x E,

где P — мощность светового потока для комнаты,

S — общая площадь,

E — норма освещённости для одного квадратного метра (согласно стандартам для конкретного помещения).

Затем определяют количество светильников по другой формуле:

n = P / F,

в которой под n понимают число приборов, а F — световой поток конкретной лампочки. Этот показатель измеряется в люменах (Лм), а информация пишется на упаковке. Зарубежные производители используют международное обозначение — lm.

1 Лм на 1 м² равен 1 Лк.

Например, требуется узнать, сколько встраиваемых светильников понадобится для потолка в кабинете площадью 12 м². Сначала нужно определить общую мощность светового потока. Согласно стандартам норма освещенности для кабинета составляет 300 Лк. Соответственно умножаем этот показатель на площадь помещения: 12 м² х 300 Лк = 3 600 Лм.

Затем остается рассчитать количество приборов. Для примера возьмем лампы с показателем 560 Лм. Разделим общий световой поток, полученный в предыдущем шаге, на показатель одной лампочки: 3 600 Лм / 560 Лм = 6,4.

Таким образом, для потолка в кабинете понадобится не менее 6 светильников.

Приборы измерения

Чтобы подсчитать освещенность на конкретном участке, применяют специальные приборы — люксметры. Одним из наиболее популярных устройств считается «Ю-116», которое может зарегистрировать освещенность при естественном свете или функционировании лампы накаливания. Это незаменимое оборудование, используемое в сельском хозяйстве, транспортной промышленности и т.д.

Пульсация и прочие характеристики измеряются аналого-цифровыми устройствами. Один из ярких примеров — пульсметр-люксметр «АРГУС-07». Он преобразует световой поток, излучаемый продолговатыми объектами, в электрические импульсы, которые будут пропорциональны освещенности. После этого происходит декодирование в цифровой код, что позволяет увидеть конечный результат на дисплее прибора.

Расчет освещенности

Для расчёта необходимого количества осветительных приборов существует две основные формулы – простая и сложная, дающая более точный расчёт. На практике достаточно простой формулы. Она не требует серьёзных знаний и вполне решаема даже без калькулятора.

Шаг первый – рассчитать величину светового потока, требуемого для помещения (измеряется в Люменах).

Для этого стоит прибегнуть к простой формуле А * B * C, где:

1. Норма освещённости выбранного объекта.
2. Площадь объекта.
3. Коэффициент высоты потолков. При высоте потолков от 2.5 до 2.7 метров он равен 1, от 2.7 до 3 метров – 1.2, от 3 до 3.5 метров – 1.5 и от 3.5 до 4.5 метров – равен 2.

Вторым шагом будет расчёт нужного количества ламп и их мощности. Для этого необходимо разделить полученное в первых расчётах число на величину светового потока указанную на лампах в подобранных осветительных приборах

При этом важно помнить, что чем больше используется приборов, тем равномернее освещение

Пример расчёта 1

Дано: жилая комната площадью 20 квадратных метров с потолком высотой 2.7 метра и осветительными приборами, оснащёнными лампочками накаливания мощностью 60 Вт.

Сначала рассчитываем необходимый световой поток для данного помещения:

150 * 20 * 1 = 3000 Люмен.

Затем узнаем необходимое количество ламп для нормальной освещённости комнаты. Для этого сначала надо уточнить световой поток 60 Вт лампочки накаливания. В среднем они выдают от 600 до 800 Люмен.

Возьмём среднее значение в 700 Люмен:

3000 : 700 = 4.28571

Округляем в большую сторону – до 5 – это и будет необходимым количеством осветительных приборов, оснащённых одной лампочкой. Мощностью 60 Вт. Но стоит иметь ввиду, что большее количество менее мощных ламп позволяет получить более равномерную засветку.

Более сложная, но с этим и более точная формула требует перед началом расчётов собрать некоторое количество данных:

1. Первым делом надо измерить комнату, для которой рассчитывается освещение. Необходимы такие параметры, как высота, длина и ширина комнаты.
2. Затем по нормативам необходимо определить коэффициент отражения стен, потолка, и пола.
3. Следующим шагом будет нахождение коэффициента применения. Для этого рассчитывается расстояние от рабочей поверхности до светильника. Также на этом этапе необходимо определиться с типом и мощностью установленной в нём лампочки.
4. По таблице из СНиП определяем норму освещённости помещения.

Рассчитываем площадь помещения (S):

S = a * b

где:

a – длина помещения;

b – ширина помещения.

Рассчитываем индекс помещения (Ф):

Ф = S / (( h1 – h2 ) * ( a + b ))

где:

h1 – высота от пола до потолка;

h2 – высота от рабочего места до потолка.

Рассчитываем количество осветительных приборов (N):

N = ( E * S * 100 * Кз ) / ( У * p * Fi )

где:

E – освещённость помещения;

S – площадь помещения;

Кз – коэффициент запаса;

У – коэффициент использования ламп;

p – количество ламп;

Fi – поток света одной лампы.

Необходимый уровень освещения в разных комнатах

Пример расчёта 2

Дано: жилая комната размером 9 на 6 метров с потолком высотой 3.2 метра. Осветительными приборами были выбраны четыре люминесцентные лампы по 18 Вт каждая. Расстояние от рабочей поверхности до пола 0.8 метра, коэффициент запаса – 1.25, коэффициент отражения пола равен 10, стен – 30, потолка – 50.

Производим расчёт площади:

S = 9 * 6 = 54 кв. м

Далее узнаём индекс помещения:

Ф = 54 / (( 3.2 – 0.8 ) * ( 6 + 9 ) = 1.5

Коэффициент использования ламп в жилых комнатах – У – равен 51.

Производим дальнейшие, окончательные расчёты:

N = ( 300 * 54 * 100 * 1.25 ) / ( 51 * 4 * 1150 ) = 8.63

Всегда округляем в большее число – получаем 9. Это и есть необходимое для правильной организации освещения количество ламп.

2. Ен — нормированная освещенность

Измеряется в Люксах (Лк), является нормированной величиной, прописанной в своде правил строительной документации СНиП. Ниже представлена таблица норм освещенности.

Таблица №1. Рекомендуемые нормы освещенности жилых помещений, согласно СНиП 

Помещение нашего примера — жилая комната. Согласно таблицы №1 нормируемая освещенность для данного вида помещений равна 150 Люкс (Лк).

Ен = 150

Подставим значение в формулу:

Фл = (Ен * S * k * z) / (N * η * n)

Фл = (150 * S * k * z) / (N * η * n)

Светодиодные лампы

Устанавливать светодиодные лампочки в натяжной потолок специалисты рекомендуют в тех помещениях, которые не могут похвастаться большой площадью. Они хорошо смотрятся в интерьере любой комнаты, кухни или ванной. Популярность объясняется их многочисленными преимуществами: минимальным потреблением электроэнергии, долговечностью, простотой монтажа и обслуживания, высоким качеством. Встраиваемые светодиоды легко устанавливаются в натяжном потолке, отличаются аккуратностью и малозаметностью. Плюс к этому, стабильное и ровное освещение дает возможность создать идеальные условия, как для выполнения различной работы, так и для отдыха.

Достоинства светодиодных ламп:

• длительный срок службы – более 100 тысяч часов непрерывной работы, что в сотню раз больше, чем время эксплуатации обычных ламп накаливания;
• естественный спектр освещения;
• возможность регулирования контрастности и направления света, большая четкость освещаемого участка; с их помощью можно освещать именно ту область помещения, которую нужно;
• светодиодные лампочки для натяжных потолков отличаются экономностью. потребляют на 70% меньше электроэнергии. Также экономия заключается в отсутствии больших расходов, связанных с заменой ламп. Поскольку они долго служат, частые замены их не требуются.

Что касается недостатков светодиодных лампочек, то к ним можно отнести разве что немалое выделение тепла и довольно высокую стоимость.

Натяжные потолки с лампочками имеют свои особенности

Прежде всего, следует уделить внимание их мощности. Так, лампы накаливания должны иметь данный параметр не более 40-60 Вт, а галогенных лампочек — составлять 30-35 Вт

Использование более мощных источников света приводит к тому, что корпус светильников сильно нагревается, а это не самым лучшим образом влияет на натяжной потолок.

При установке осветительных приборов на уровне потолочной конструкции, в месте будущего ставят держак, который прикрепляют к потолку. Особенности конструкции закладных держателей зависят от размеров и типов лампочек.

В настоящее время выбор не ограничен одними лампами накаливания. Возможность использования нескольких типов светильников позволяет экспериментировать с освещением, подчеркивая красоту не только потолка, но и всего интерьера помещения.

Натяжной поток – это не только прекрасная ровная поверхность, привлекательный внешний вид и удобная для ухода поверхность. Это еще прекрасная возможность воспользоваться встроенным освещением! Поэтому выбор светильников для натяжного потолка должен быть сделать со знанием всех тонкостей этого дела. Позвольте себе пофантазировать, какое потолочное освещение Вы хотели бы увидеть в своем потолке, а дальше останется только найти идеальные материалы для воплощения идеи в жизнь.

Нормы освещенности определенных комнат

Подойдя вплотную к понятию освещенности помещения, настало время забыть о ватах с вольтами и остановиться на люксах (Лк). Именно в этих значениях происходят данные измерения. Если по всей квартире свет будет одинаковым, например, рассеянным или ярким, это вызовет дискомфорт и усталость зрения.

Существующие правила СНиП имеют нормы освещенности, измеряемые в тех же люксах, для каждой комнаты. Для удобства эти данные отражены в таблице.

Каждое значение соответствует величине светового потока, направленного на 1 м2 площади помещения. Однако надо учесть еще высоту потолков. Данные таблицы отражают значения для комнат с высотой потолка от 2,5 до 3 м. Дело в том, что чем ближе расположение светодиодных ламп к освещаемой поверхности, тем эффективнее полезный поток света. Так, с поднятием потолка выше нормы, значения люксов в таблице надо увеличить в 1,5–1,7 раза.

Расчет освещенности для разных помещений

Степень освещенности для каждой конкретного помещения в зависимости от его целевого назначения рассчитывается в индивидуальном порядке. К примеру, рабочий кабинет, в котором большая часть времени проходит за чтением, написанием каких-либо документов, требует максимальной освещенности, а вот в прихожей данный показатель не актуален.

Таблица требуемой освещенности помещений

Помещение	Уровень освещенности лм/м² (люкс)
Прихожая	80-100
Гостиная	300-400
Спальня	200-250
Кухня	200-250
Ванная комната	200-250

Пример:

• в зале установлена потолочная люстра с тремя лампочками накаливания по 150 Вт каждая;
• площадь помещения — 25 м2;
• общий световой поток такого прибора освещения — 1800 х 3 = 5400 лм;
• освещенность помещения — 5400/25 = 216 лм/м2 (люкс).

Выбор точечных светильников для расположения на натяжном потолке

Светильники для подвесного натяжного потолка годятся не всякие. Пленочное полотно очень тонкое и легкое. Установка спотов предполагает монтаж на базовом потолке и формирование отверстий в полотне для осветительных приборов.

Учитывать нужно и другую особенность именно натяжной пленки: материал не переносит действия высокой температуры. Это исключает применение аппаратов слишком высокой мощности, а также ламп накаливания или металлогалогенных: последние очень сильно нагреваются, что приводит к деформации пленки.

Соответственно, наиболее важным параметром выбора становится тип источника света и мощность:

• Если используется лампа накаливания, то ее мощность не должна превышать 40 Вт. На тканевое полотно допускается монтаж светильника мощностью до 60 Вт, так как полиэстер более устойчив к действию температуры;
• галогеновая лампа нагревается еще сильнее. Максимум для ПВХ-пленки составляет изделие, мощностью в 20 Вт;
• светодиодные приборы не нагреваются вне зависимости от мощности, так как такая модель включает специальные теплоотводящие устройства.

Какие светильники лучше для натяжного потолка в зале или спальне, определяет высота комнаты и устройство потолка.

Классифицируют светильники по методу установки:

накладные – лучший вариант для натяжной пленки. Устройство включает крепежную площадку, которая устанавливается на базовой поверхности и корпус. Отверстие под светильниками ПВХ-пленке должно быть меньше по диаметру, чем корпус изделия;

Для того, чтобы работать при свете или отдыхать, требуется разный уровень освещения. Этот вопрос также решается с помощью точечных светильников.

В этом случае при выборе нужно обратить внимание на конструкционные особенности:

Светильники стационарные. Большинство встраиваемых моделей относится к этому типу;

• поворотно-выдвижные – интересный вариант, который, однако, предусматривает ручную регулировку, так как выдвинуть корпус можно только руками;
• споты – оборудуются поворотным механизмом и регулируются вручную. Споты выпускаются самые разные, но чаще всего представляют собой несколько светильников, установленных на общий крепеж.

Схемы размещения точечных светильников

Рассмотрим конкретные схемы широко применяющееся на практике.

Данные схемы №1,2 с минимальным количеством точек и люстрой по центру, пригодны для относительно небольших помещений.

Например, если у вас не угловой кухонный гарнитур, который выстроен вдоль единственной стенки, то выбирайте схему №2.

Схема №4 выравнивает освещенность. Она также может применяться для кухни, но только уже с угловым расположением шкафчиков.

Еще с помощью нее, удобно подсвечивать любые отдельные зоны в комнатах – обеденную на кухне или зону отдыха в зале.

В спальной комнате, детской и в гостиной, часто применяются схемы №5,6,10 с полуокружностями, окружностями, дугами, овалами.

1 of 3

Не думайте, что без люстры резко уменьшается количество вариантов. Тут тоже есть место фантазии.

Главное что нужно сделать в этом случае – разделить потолок на группы освещенности, и тем самым создать различную степень освещения в одной и той же комнате.

Вот несколько вариантов. Каждая отдельная группа на них отличается по цвету.

К примеру, возьмем рабочий кабинет. Здесь одни из самых жестких норм по уровню освещенности. Однако это не говорит о том, что потолок нужно равномерно и обильно застилать спотами.

Выделите две зоны:

зона отдыха

В первой, где обычно стоит диванчик или кресло, не надо много света. Сделайте его более мягким и не столь ярким.

А вот там где стол, максимально насытьте потолок точечными спотами, так чтобы можно было работать даже без настольной лампы.

Что нужно учитывать при расчете

При организации рациональной системы освещения для жилых домов учитывается целевое назначение каждого помещения, площадь, высота потолков, характеристики отделки, отсутствие/наличие зеркал. Не менее важные показатели: высота и место установки светильников, эксплуатационные характеристики плафонов, градус, под которым падает световой поток. Осветительные приборы, установленные на потолок, обеспечивают более высокий уровень освещенности, чем те, которые монтируются на стены.

Для производственных и складских площадей учитывается вид выполняемой работы, нормированный уровень освещенности, наличие загрязнений (пыли, пара, газов), пожаро- и взрывоопасность, цвет отделки

Для предприятий важно снизить расходы на электроэнергию, поэтому при выборе источников света этот показатель далеко не на последнем месте

При выполнении работы, требующей повышенного напряжения зрения, проектом предусматривается дополнительное освещение рабочих мест.

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

Этот способ рассчитать освещённость помещения самый простой, привычный, но не самый точный. Для его применения необходимы следующие данные:

• площадь комнаты;
• требуемая мощность на квадратный метр.

Площадь находим по простой школьной формуле S=a*b. Далее, берём данные о необходимом количестве Ватт на 1 м2 — 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 м2. 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 м2. Объясняем проще. Если с помощью светового потока в 1 Лм осветить поверхность площадью в 1 м2 — 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 м2 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:

Тип лампы	Потребляемая мощность (Вт)	Мощность светового потока (Лм)
Лампа накаливания	15 25 40 60 75 100	90 230 430 730 960 1380
Галогенная лампа 12 В	20 35 50 75	340 670 1040 1280
Галогенная лампа 220 В	100 150 200 300 400 500	1650 2600 3200 5000 6700 9500
Светодиодная лампа	2–3 4–5 8–10 10–12 12–15 18–20 25–30	250 400 700 900 1200 1800 2500
Люминесцентная лампа	4 6 8 13 15 16 18 36 58	120 240 450 950 950 1250 1350 3350 5200

Подставив данные из таблицы в формулу над ней, вы сможете рассчитать 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.

Характеристики источников света

После расчета необходимого уровня освещенности можно переходить к выбору лампочек. Они подбираются с учетом следующих критериев:

• Тип цоколя. Зависит от того, какой используется в светильнике. В крупных устройствах ставятся цоколи Е, в точечной подсветке могут применяться G и другие виды.
• Потребляемая мощность. Зависит от конкретного типа лампочки.
• Напряжение питания. Сетевое напряжение составляет 220 В, частота 50 Гц. Не все лампы работают на такой частоте, для устройств на 12 В и 24 В требуется установка понижающего трансформатора.
• Цветовая температура. Оптимальный диапазон для помещения от 2600 К до 5000 К. Теплый свет дают лампы 2600-3500 К, дневной белый 3500-4000 К, холодный 4000-5000 К.
• Световой поток. Показывает, насколько ярко лампочка будет освещать площадь.

В домах для общей подсветки используется 4 типа ламп – накаливания, галогенные, люминесцентные, светодиодные. Все они имеют свои характеристики, плюсы и минусы.

Лампы накаливания

Это самый дешевый вид лампочек. Они дают приятный желтый свет. Лампы накаливания уже практически полностью заменены другими источниками света, так как являются неэффективными. К недостаткам можно отнести малый КПД, большое потребление энергии, малый срок службы, хрупкость и небезопасность.

Галогенные источники

Имеют схожую конструкцию с лампой накаливания, но есть свои особенности. В первую очередь, это касается колбы – она выполнена из кварцевого стекла. Оно позволяет выдерживать высокие температуры, поэтому внутри колба заполняется парами йода, брома и других галогенов. Срок службы за счет отказа от хрупкой нити накала повышается, но многие недостатки сохраняются. Из-за применения кварца к колбе нельзя прикасаться голыми руками. Жировые пятна приводят к тому, что стекло становится тонким и хрупким и может взорваться.

Преимущества – широкое разнообразие, более высокий КПД, диапазон цветовых температур от 2800 до 3000 К.

Недостатки – высокая температура во время работы, хрупкость, неэкологичность, сложность утилизации, большое потребление электроэнергии.

Люминесцентные приборы

Этот тип раньше был представлен длинными лампами-трубками. Сейчас появились модели со стандартными цоколями под обычный патрон. В быту люминесцентные лампочки называют энергосберегающими. Состоят из стеклянной колбы, покрытой внутри люминофором и заполненной смесью газов.

Достоинства: высокая светоотдача, малое потребление энергии, длительность срока службы, широкий диапазон рабочих температур.

Недостатки: наличие ртути внутри колбы, сложность утилизации, наличие уф излучения, мерцание, долгий старт, ограниченное число циклов включения и выключения.

Светодиоды

Светодиодные источники света считаются самым удачным вариантом для дома. Они не содержат в составе вредных веществ, работают лишь на свечении от полупроводникового кристалла. Имеют широкий ассортимент по цветам, размерам, формам.

К преимуществам относят низкую потребляемую энергию, высокий КПД, долговечность, отсутствие мерцаний, безопасность, широкий диапазон рабочих температур, разнообразие цветовых температур. Благодаря малому нагреву светодиоды можно устанавливать в натяжные потолки не боясь того, что полотно может быть деформировано. При покупке в профессиональном магазине от известного изготовителя дается гарантия, по которой лампу можно поменять при производственном браке.

Общая методика расчета

Расчетом параметров осветительной системы занимается инженер-электрик (проектировщик). Он может выполнить эту работу одним из трех способов:

• через коэффициент использования потока света;
• установки удельной мощности;
• точечным.

Первым способом рассчитывается общее (равномерное) освещение рабочих поверхностей, расположенных в горизонтальной плоскости. В процессе работы вычисляется коэффициент для отдельно взятого помещения. В методике учитываются геометрические размеры производственного участка и степень светового отражения поверхностей.

Расчет через удельную мощность. Способ светотехнического расчета через удельную мощность используется только для предварительной прикидки установленной мощности осветительных установок, так как дает весьма приближенный результат.

Такие данные часто требуются для заполнения опросных листов, которые используются при получении технических условий или при составлении сметной стоимости монтажа осветительной системы предприятия.

Точечный метод. Такой способ пригоден для расчета освещения – локализованного и общего – при наличии осветительных приборах прямого света. На него не влияет пространственная ориентация анализируемой поверхности. Освещенность подсчитывают в каждой точке поверхности для каждого источника света в отдельности.

Как рассчитать алгоритм

Расчет освещения участков производственных предприятий производится в следующей последовательности:

• выбирается система освещения;
• обосновывается нормированная освещенность каждого рабочего места;
• выбирается наиболее рациональный и экономичный светильник;
• оцениваются коэффициенты неравномерности освещения, запаса освещенности, отражения поверхностей, находящихся внутри помещения.

После этого рассчитываются:

• индекс помещения;
• коэффициент использования светового потока;
• необходимое количество светильников;
• На заключительном этапе выполняется чертеж или эскиз, на котором размечается расположение всех светильников.

Искусственный свет от люминесцентных ламп на производстве

А чтобы люминесцентные приборы долго светили и давали свет, установленной производителем яркости, необходимо использовать – дроссель для люминесцентных ламп.