Как рассчитать освещенность помещения в люксах. Как рассчитать светодиодное освещение

На комфортное пребывание человека в квартире особое внимание оказывает свет. Ему любой дизайнер и домашний мастер уделяют особое внимание. Начинать это необходимо еще на стадии создания проекта, используя научные данные и разработанные методики расчета.

Конечно, можно положиться на собственный вкус и выполнить освещение комнаты своими руками, учитывая индивидуальные пристрастия и наклонности или использовать в интерьере одну с пультом дистанционного управления. Но, будет ли это правильно? Ведь одни люди любят яркий свет, а другие - полумрак.

• знания основ фотометрии - прикладного раздела оптики, учитывающего энергетические характеристики света;
• применение научных методик по выбору подходящих светильников и способов их распределения.

Основные физические величины фотометрии

Для правильного выбора оборудования освещения необходимо учитывать его характеристики:

• направление телесного угла;
• величину светового потока;
• значение освещенности;
• силу света;
• форму кривой силы света.

Телесный угол источника и световой поток в нем

Это два основополагающих термина фотометрии.

Телесный угол

Является безразмерной величиной. Он представлен конусом, который образован частью пространства, исходящим из центра сферы. В его вершине расположен источник, испускающий свет.

Если мысленно смотреть по направлению лучей, то внутренний объем, видимый из центра и ограниченный кривой пересечения со сферой, как раз и будет телесным углом. Когда площадь основания конуса составляет величину R 2 , а R - радиус сферы, то это выделенное пространство в системе СИ называют «стерадиан» и используют для сравнения с другими углами.

Наиболее характерно использование телесного угла для .

Световой поток источника F

Это количество энергии, которую излучает светильник в пространство телесного угла за определённое время. Единицей измерения является люмен.

Необходимо четко разделять мощность излучения, измеряемую в ваттах и световой поток. Первая характеристика является чисто техническим параметром энергии источника, а вторая (поток) - учитывает особенности восприятия его значения нашим организмом.

Свет представляет собой поток электромагнитных волн различной частоты. Человеческое зрение воспринимает их спектр не одинаково. Лучшей восприимчивостью обладает светло желтый фон на границе с зеленым.

При оценке световой восприимчивости значение этого участка принимается за единицу.

С помощью этого критерия, измеряемого в люксах, оценивают степень освещения поверхности от попадающего на нее светового потока.

Расположение поверхности под прямым углом обеспечивает наилучшее освещение, а под косым - изменяется в зависимости от ее наклона. При удалении от источника она снижается обратно пропорционально квадрату расстояния.

В расчете следует учитывать, что различные типы источников света, потребляя одинаковую мощность, способны по разному создавать поток, освещать рабочую поверхность.

Сила света источника I

Это величина световой энергии, заключенной внутри телесного угла распространения светового потока. Ее измеряют в канделах.

Для ее анализа приведена зависимость источника с мощностью 80 ватт, распределяющего световой поток на три позиции.

Приведенная картинка наглядно демонстрирует, что при удалении от источника площадь освещения возрастает, а освещенность падает. Свет тускнеет.

Формы кривых силы света

Внутри жилых помещений светильники распространяют свет не вкруговую, как обычно принято рассматривать в фотометрии, а в половине сферы, ограничивая проникновение светового потока на верхнюю часть потолка в у или на заднюю часть стены у настенного бра.

С учетом этих особенностей и рассмотрим кривые силы света. Они представляются графическим изображением световых линий в пространстве, зависящих от радиальных углов.

По части светового потока, освещающего рабочее место, светильники классифицируют на источники с:

1. прямым светом, направляющими более 80% потока в заданном направлении;
2. преимущественно прямым - 60÷80%;
3. рассеянным - 40÷60%;
4. отраженным - менее 20%.

Они создают различное направление максимальной силы света и характеризуются семью различными кривыми характеристик. Для домашнего мастера важно знать две:

1. косинусную закономерность, выражаемую кривой света Д;
2. равномерную - кривая М.

По кривой силы света оценивают:

• возможности светильников;
• их способность создавать зону максимального освещения;
• удаление высоты подвеса;
• расстояния между источниками;
• общее количество.

Например, светильники с характеристикой Д при подвешивании на высоте 2÷3 метра обеспечивают яркое и ровное освещение довольно большой площади.

Критерии выбора осветительных приборов

Хорошие условия для искусственного освещения создаются при комплексном учете трех критериев:

1. комфорта;
2. безопасности;
3. эстетики.

Обеспечение комфорта

Техническими характеристиками светильников по этому показателю являются:

• цветовая температура;
• показатель дискомфорта;
• индекс цветопередачи.

Что такое цветовая температура

Этим показателем характеризуют интенсивность излучения волны света оптического диапазона, зависящую от ее частоты колебаний.

Измеряют в градусах Кельвина.

Показатель дискомфорта

С его помощью оценивают слепящее действие светильника, когда создается блескость, формирующая неприятное восприятие света из-за неравномерного распределения яркостей.

Для выравнивания блескости используют экраны, фильтры, рассеиватели или светильники с отраженным светом.

Индекс цветопередачи

Это показатель соответствия между уровнем восприятия цвета предметов при нормальном, естественном освещении и при использовании конкретного искусственного источника. Он характеризует степень отклонения цветов светильниками от обычного состояния.

Для солнечного спектра принят коэффициент цветопередачи Ra=100. Чем он ниже у светильника, тем больше происходит искажение цвета.

Критерии безопасности

По условиям воздействия на зрение человека они делятся на:

• коэффициент пульсаций;
• уровень освещенности, который мы уже рассмотрели выше.

Что такое коэффициент пульсаций

Рассмотрим на примере работы светодиода, который излучает свет только при соблюдении полярности подключенного напряжения.

Пульсации образуются за счет прохождения тока сменяющегося направления. Таким же эффектом обладают отдельные конструкции люминесцентных ламп.

Законодательство требует использовать в офисных помещениях светильники, создающие пульсации не более 10%. Для жилых помещений и рабочих мест с компьютерной техникой этот показатель жестче - до 5%.

Критерии эстетики

Они влияют на:

• оформление;
• распределение света.

Обычно этими вопросами занимаются дизайнеры и художники-осветители. Домашний мастер вполне может перенять их опыт и сделать расчет средств, посмотрев несколько выставленных в свободный доступ работ.

Как выполнить расчет освещения

Для его проведения можно воспользоваться:

1. популярными ручными методиками:
2. специализированными компьютерными программами.

Способы ручного расчета освещения

Наиболее доступными являются методы:

1. коэффициентов;
2. удельной мощности;
3. точечного распределения;
4. использования прототипов.

Способ использования коэффициентов

Он позволяет вычислить количество необходимых для хорошего освещения светильников N по выражениям, представленным на картинке.

Числитель Е∙S∙Kз характеризует отсвечивание, а знаменатель U∙n∙Фл - яркость.

Коэффициент отражения учитывает состояние поверхностей, выражается в процентах и принимается:

• 70÷80 - для белых оттенков;
• 50 - светлых цветов;
• 30 - серых;
• 20 - темно-серых;
• 10 - темных поверхностей.

Коэффициент запаса выражается в единицах от идеальных условий, зависит от типа помещения и принимается:

• 1,25 - внутри очень чистых пространств и осветительных установок с небольшим временем эксплуатации;
• 1,50 - в чистых помещениях;
• 1,75 - для наружного освещения;
• 2,00 - при сильном загрязнении наружного или внутреннего освещения.

Подставив в верхнюю формулу все выбранные коэффициенты, можно простыми арифметическими действиями вычислить количество светильников.

Расчет по удельной мощности

Для использования этой методики необходимо пользоваться специальной справочной документацией. Такой способ обычно предусматривает создание определённого запаса светильников. За счет этого он не является экономным.

Расчет точечным методом

Способ основан на составлении плана или эскиза помещения и графического нанесения на нем рабочей поверхности и светильников для ее освещения.

Метод довольно непростой, он применяется в основном для потолков или стен различных сложных форм и конфигураций, создаваемых дизайнерами. Расчет выполняется точно, считается экономным в плане электроснабжения.

Расчет на основе прототипов

Метод использует таблицы в справочниках, подготовленные для типовых помещений. Расчеты многократно опробованы на практике и в них внесены коррективы. За счет этого получается довольно хорошая точность.

Способы расчета освещения компьютерными программами

Довольно доступный метод, рассчитанный на уровень учеников, представлен в видеоролике владельца Mordovskysvet “on-line калькулятор”. Рекомендуем ознакомиться с ним для использования в домашних целях.

Профессионально выполнять эти же действия можно с помощью популярной программы DIALux.

Особенности применения расчетов на практике

• учесть задачи комфорта, надежности и безопасности;
• выполнить требования строительных нормативов и .

При этом также учитывают специфику помещения. Например, в детской комнате для ребенка оптимальное освещение делают на меньшей высоте, чем в гостиной. При подсветке рабочих мест берут во внимание особенности приготовления пищи.

Расчет освещения, как и , лучше всего делать при составлении проекта здания или квартиры. Тогда материальные затраты на его создание будут минимальными.

Различные светотехнические решения, предназначенные для повторения домашним мастером своими руками, представлены в видеоролике владельца «Для себя, для дома, для семьи» “Дизайн освещения в квартире”.

Если у вас остались вопросы по теме статьи, то задавайте их в комментариях.

То, что все хорошо в меру – незыблемая истина. То же касается и освещенности комнат. Ее недостаток приводит к быстрой утомляемости, потере работоспособности и так далее. Избыток же повышает возбудимость, мешает сосредоточиться. И это лишь небольшой перечень того, что является следствием несоблюдения норм.

Следовательно, расчет уровня освещенности жилой комнаты или офиса необходим не только для комфортности, но и для здоровья людей, которые вынуждены подолгу находиться в замкнутом пространстве, коим, по сути, и является любое помещение, для чего бы оно ни было предназначено.

Знание правил расчета естественного освещения зданий пригодится тем, кто только планирует построить собственный дом. Таким читателям автор рекомендует ознакомиться со сводом правил (СП) № 23-102 от 2003 года. Этот документ поможет определиться с размерами и геометрией оконных проемов в зависимости от их расположения относительно сторон света и ряда других параметров.

Зачем нужно делать расчет освещенности? Основная задача – максимально приблизить организуемое (искусственное) к природному (естественному).

Что учитывается при расчете

Специфика установки осветительного прибора

• Место. Как правило, это потолок или стены. Нередко светильники прокладываются и по плинтусам, но это уже скорее подсветка, а не освещение помещения.
• Направление светового потока. Лампа может быть установлена так (особенно если она в плафоне), что свет распространяется лишь в определенную сторону – вверх, вбок или вниз.
• Высота расположения осветительного прибора.

Особенность конструкции светильника

• Наличие/отсутствие плафонов.
• Степень их прозрачности.

Тип лампы

Подобные изделия производятся по разным технологиям и классифицируются на люминесцентные, галогенные, с нитью накала и ряд других. Что важно?

• Мощность (Вт – ватт).
• Световой поток (лм – люмен).

• Цветопередача (0К). По данному параметру все изделия подразделяются на лампы холодного или теплого света.

Все эти характеристики указываются в документации на каждый образец.

Особенности отделки и меблировки помещения

Общеизвестно, что светлые тона свет отражают, а темные наоборот – поглощают его. Именно этот фактор многие и упускают при расчете освещенности. А цвет обоев (панелей, декоративной штукатурки) и мебели обязательно следует учитывать.

Нормы освещенности

Не зная этого, нет смысла говорить о каких-либо расчетах. Нормы подробно изложены в СНиП № 23-05 от 1995 года. Но с тех пор отдельные положения правил претерпели изменения. Существует более поздний документ – СП № 52.13330 от 2011 года – являющийся актуализированной редакцией вышеуказанного. Вот им и следует руководствоваться. В частности, в таблице указаны основные требования к освещению (естественному и искусственному) помещений зданий жилого фонда и общественных.

Что такое освещенность? Это количество (интенсивность) светового потока, приходящегося на 1 «квадрат» комнаты (лм/м²). Единица измерения – лк (люкс). Нормы для основных типов помещений приведены в таблицах:

Пример расчета

Возьмем 2 типовые комнаты. Порядок расчета для остальных тот же самый.

Кабинет (офисное помещение)

Исходные данные:

• S – общая «квадратура» (a х b).
• φ – индекс помещения. Определяется по формуле: S/(h1 – h2) х (a + b). Учитывается в ряде таблиц.
• E – освещенность по нормативу. Если речь идет о зональном (секторальном) освещении, то, к примеру, для крышки стола, расположенной на уровне 80 см от пола, значение освещенности – 400 лк.

Количество осветительных приборов (N) определяется по формуле: 100 х E х S х k/U х n х Фл,

• n – лампочки (штук) в светильнике;
• Фл – световой поток (лм) каждой из ламп;
• k – коэффициент запаса (его принимают = 1,2 – 1,3; в некоторых случаях пренебрегают);
• U (Ки) – табличное значение (эффективность использования конкретного прибора).

Кухня

В большинстве домов она не более 9 м² – исходим из этого.

• Определяется общий уровень освещенности. Норма для 1 «квадрата» данного помещения (таблица 2, нижняя) – 250 лк. Получается, что необходимо обеспечить освещенность на уровне 2250 лм (250 лк х 9 м2).
• Выбирается количество и тип ламп. Для этого есть таблица 1. Что получается? Если использовать изделия с нитью накала («лампочки Ильича»), то понадобится порядка 4-х мощностью 65 Вт. Например, люстра на 4 плафона. Или парочка «соток» в бра.

Что следует учесть:

• Тип плафона. Если он матовый, то мощность лампы следует увеличить примерно в 1,5.
• Цветопередача. Для ламп накаливания это значения не имеет. Данная характеристика неизменна – 2 750 0К. А вот при использовании новых (энергосберегающих) приборов нужно обратить внимание, теплый или холодный свет образец излучает.

На заметку

Не все обращают внимание на исполнение патронов в светильниках заводского изготовления. И нередко это чревато тем, что его корпус или трескается, или оплавляется. Прежде чем заниматься приведением освещения помещения в норму, стоит посмотреть, на какую мощность рассчитан патрон. Если на 60 Вт, то вкручивать в него лампу на 100 вряд ли стоит.

Независимо от типа ламп, количества светильников и их расположения, нормы освещенности – величины стандартные. То есть, значения табличные, по СНиП. При этом отношение освещенности горизонтальной и вертикальной не должно превышать 2.

Автор обращает внимание, что самостоятельный расчет освещенности – это не только создание уюта и благоприятных условий для домочадцев, но и элемент экономии семейного бюджета. Думается, не нужно пояснять, что чем мощнее лампочка, тем быстрее «накручивает» счетчик.

Кроме того, в статье не зря даны ссылки на ряд нормативных документов. Всего предусмотреть невозможно, поэтому материал носит несколько общий, ознакомительный характер. Так или иначе, но для каждой комнаты расчеты придется делать индивидуально. И лучше самому. Конечно, можно пригласить и профессионала. Но его визит (только за то, что он перешагнет порог) обойдется рублей в 200 – 250; замеры «квадратуры», оценка специфики помещения и непосредственно вычисления – от 1 500.

Эффективное освещение жилых и подсобных помещений в доме или квартире, наряду с отоплением, вентиляцией, водоснабжением, энергообеспечением, с полным основанием можно отнести к системам, обеспечивающих комфортные условия проживания всех членов семьи. А если рассматривать боле масштабно, то наверняка будет прослеживаться прямая связь с уровнем безопасности создаваемых условий жизнеобеспечения. Согласитесь, нельзя не отметить влияние света на психоэмоциональное состояние человека, на степень его утомляемости в процессе выполнения тех или иных работ, на полноценность отдыха. Все это сказывается на текущем самочувствии, на общем состоянии организма, а при длительном негативном воздействии неправильно организованного освещения – впереди маячат вообще печальные перспективы с ухудшением зрения, другими расстройствами здоровья, которые будет уже не исправить. И в особенности это опасно для развивающегося организма детей.

Но, к сожалению , к вопросу правильной организации освещения весьма многие хозяева жилья относятся крайне легкомысленно. Им, должно быть, сложно преодолеть тот стереотип, который сложился у них когда-то – мол, на эту комнату хватит, например, примерно 100 ватт. Ну, во-первых, личные ощущения нередко бывают ошибочными. А во-вторых, оценивать уровень освещенности в единицах потребляемой энергии – это уже «позавчерашний день». Тем более что в наше время предлагается очень широкий выбор осветительных ламп, показатели светоотдачи которых на единицу потребленной энергии – кардинально различаются.

Поэтому предлагаем провести более грамотный расчет освещения по площади помещения, оперируя уже совершенно другими единицами измерения.

Когда-то давно, в конце 80-х годов, автор этих строк работал в составе довольно представительной комиссии Министерства Обороны СССР, проверявшей учетно-призывной работу и состояние подготовки молодёжи к военной службе в одной из областей Южно-Уральского региона. В одном из районов привлекло внимание, что процент ограниченно годных по состоянию здоровья из-за офтальмологических заболеваний – явно превышает среднестатистический.

В комиссии у нас был очень дотошный подполковник – военный медик, который на этом поприще «зубы съел». И он сразу заявил - так просто не бывает, стало быть имеется какая-то причина. Стали разбираться глубже – практически все призывники со стойким понижением остроты зрения, с аномиями рефракции, с астигматизмом – из одного довольно крупного и изрядно удаленного от райцентра села. Поразило объяснение представителей местного военкомата – «А у них в Кариновке сроду все слепые какие-то…»

Решили выехать на место, посмотреть поближе. И что увидели? В селе имелась школа – восьмилетка. В ней – всего три классных комнаты. И в каждой из них - пара совсем небольших окошек на улицу (что, в принципе, объяснимо с учетом суровости зимнего климата в этой безлесной степной зоне). Но всё освещение – это два патрона под потолком, в которых обычные лампочки накаливания по 75 ватт. Одним словом, в классе если и не полумрак, то явный дефицит освещенности .

И представьте, что все жители этого села в свое время проучились в таких условия по 8 лет! Естественно, это и дало тот самый результат, который насторожил проверяющих. Понятно, что был составлен акт о выявленных нарушениях элементарных санитарных норм, доложено в соответствующее инстанции областного и даже союзного уровня. Должно быть, были нешуточные последствия. Но здоровья тем людям, что потеряли его из-за безалаберности местных чиновников – этими административными мерами уже не вернешь .

Всё это было сказано с одной целью – не шутите с нормальным освещением в своем доме или квартире. Незаметные изначально негативные влияния на зрение (да и на психику тоже) имеют свойство накапливаться, и выливаться в такие последствия, которые уже невозможно будет исправить. Тем более, если речь идет о детях!

На чем основаны расчеты освещенности помещений?

Если быть корректнее с определениями, то предлагаемая методика расчета учитывает отнюдь не только площадь комнаты. Во внимание принимается целый ряд других важных критериев, отражающих специфику конкретного помещения.

Упрощенный метод расчета в единицах потребляемой мощности и его несовершенство

Еще не столь давно в сфере освещения полное господство принадлежало лампам накаливания. Здесь, судя по всему, и следует искать истоки укоренившейся привычки оценивать освещенность комнаты в единицах потребляемой для этого электрической энергии.

В продаже был представлен довольно стабильный ассортимент этих ламп 15; 25; 40; 60; 75; 100; 150 ватт и более. Любой из хозяев примерно знал, какой мощности лампы и в каком количестве ему необходимы для обеспечения освещения каждой из комнат. Естественно, чаще всего такая оценка проводилась субъективно, на основании личного опыта и восприятия, что далеко не всегда соответствовало норме.

Наверняка этот стереотип до сих пор прочно сидит у многих в голове – что освещенность измеряется в ваттах. И чем больше этих самых ватт, тем большего эффекта можно достичь установкой соответствующей лампы.

Принято было исходить примерно от нормы 15÷20 Вт на квадратный метр. Соответственно, в ходу и были, и даже остаются по сей день, примерно такие таблицы:

Казалось бы – все просто , и чего еще желать? Однако, огорчим – подобные расчеты очень далеки от совершенства. И прежде всего по той причине, что ватт – это все же единица измерения потребляемой светильником энергии, а вовсе не создаваемого лампой светового потока. Безусловно, взаимосвязь есть, но назвать ее прямой зависимостью, подчиняющейся какому-то строгому соотношению – не получится. Это примерно так же, как оценивать скорость прибытия в конечный пункт назначения на том или ином междугороднем транспорте, исходя из стоимости билета – вроде бы величины взаимосвязаны, но некорректность оценки – налицо.

И тем более такая методика потеряла в своей и так не выдающейся точности с появлением успешных «конкурентов» ламп накаливания – люминесцентных и светодиодных. Здесь уже показатели потребляемой энергии и световой отдачи – совершенно иные.

Но старые привычки берут свое , и все равно самым распространенным способом у многих остается оценка именно по ваттам. Просто стали прибегать к таблицам, в которых показывается примерное соотношение параметров разных типов ламп с примерно одинаковым показателем световой отдачи. Пример такой таблицы показан ниже.

Площадь помещения, м²	Обычные лампы накаливания, Вт	Люминесцентные лампы, Вт	Светодиодные лампы, Вт	Примерный световой поток, Лм
1	20	5÷7	2÷3	250
2	40	10÷13	4÷5	400
3	60	15÷16	6÷10	700
4	75	18÷20	10÷12	900
5	100	25÷30	12÷15	1200
7÷8	150	40÷50	18÷20	1800
10÷12	200	60÷80	25÷30	2500

В угоду такому «патриархальному» принципу оценки эффективности освещения, многие производители размещают на упаковках люминесцентных энергосберегающих и светодиодных ламп, помимо ее потребляемой мощности, примерный сравнительный «эквивалент» в ваттах для ламп накаливания. Характерный пример показан на рисунке ниже.

Обратите внимание на слово «примерное», сказанное в предыдущем предложении. Оно упомянуто неслучайно , так как однозначной доступной системы «перевода одних ваттов в другие ватты» все же не существует. А почему? Повторимся – да не измеряется освещенность помещения или излучаемый источником световой поток в ваттах!

Кстати, на показанном выше примере на самой упаковке уже допущена серьезная ошибка. В частности – пишется «Светоотдача 60 Вт», что может сбить с толку незнающего человека, и он еще больше утвердится во мнении, что именно так и есть на самом деле. Наверное, было бы корректнее написать так: «Светоотдача примерно соответствует лампе накаливания в 60 ватт».

А в каких же единицах тогда будет правильно оценивать источник света? Обратите внимание: в таблице выше крайний правый столбец дает значение в люменах (лм ) – вот это и есть единицы измерения светового потока, принятые в системе СИ . Если продолжить показанный выше пример, то, заглянув в паспорт продемонстрированной лампы, можно найти эту характеристику – 550 лм.

С люменами (лм ) тесно взаимосвязаны другие единицы – люксы (лк ), которыми в системе СИ как раз и измеряется освещенность . Взаимосвязь между ними такая: световой поток в 1 люмен создает на площади в 1 квадратный метр освещенность , равную 1 люкс.

В дальнейшем будем отталкиваться именно от этих единиц – люксов и люмен.

Нормы освещенности для жилых помещений

Для проведения расчета необходимо знать, от какой же «печки плясать».

Понятно, что в качестве одного из исходных значений будет фигурировать площадь помещения, в котором планируется организовать освещение. А вторым важнейшим параметром становятся санитарные нормы, устанавливающие уровень освещенности для комнат различного предназначения.

Эти нормы четко прописаны в СНиП и СанПиН для практически всех категорий помещений, жилых и производственных, причем с детализацией даже по характеру производимых работ. Но нас в данном случае интересуют в большей степени те, с которыми приходится сталкиваться при расчетах системы освещения в своем доме или квартире.

Не станем отсылать читателя к «первоисточникам» - в таблице ниже приведены выписки, которых, наверное, будет вполне достаточно.

Тип (предназначение) помещения	Нормы освещенности в соответствии с действующими СНиП, люкс
Жилые комнаты	150
Детские комнаты	200
Кабинет, мастерская или библиотека	300
Кабинет для выполнения точных чертежных работ	500
Кухня	150
Душевая, санузел раздельный или совмещенный, ванная комната	50
Сауна, раздевалка, бассейн	100
Прихожая, коридор, холл	50
Вестибюль проходной	30
Лестницы и лестничные площадки	20
Гардеробная	75
Спортивный (тренажерный) зал	150
Биллиардная	300
Кладовая для колясок или велосипедов	30
Технические помещения – котельная, насосная, электрощитовая и т.п.	20
Вспомогательные проходы, в том числе на чердаках и в подвалах	20
Площадка у основного входа в дом (крыльцо)	6
Площадка у запасного или технического входа	4
Пешеходная дорожка у входа в дом на протяжении 4 метров	4

Вот от этих величин и станем исходить при проведении расчетов . Выраженных именно в люксах, а не в ваттах, «свечах» и т.п . Показанные нормы считаются оптимальными, поэтому не следует впадать в другую крайность – чрезмерно «заливать» помещения светом. Дело даже не в том, что это невыгодно с точки зрения экономии энергии . Слишком яркое освещение тоже вполне может стать весьма раздражающим фактором, негативно сказываться на эмоциональном состоянии, приводить к быстрой утомляемости глаз, чреватой серьёзными последствиями. Так что приведенные нормированные значения – это как раз та «золотая середина», к которой следует стремиться.

Проведение самостоятельного расчета освещенности

Ну вот, казалось бы, ясность получена. Нормы освещенности имеются, площадь помещения определить несложно. То есть нет проблем определить и суммарный световой поток, который должен обеспечить необходимую степень освещенности .

Например, гостиная площадью 14.5 квадратных метра . Несложно подсчитать, что для ее освещения необходимы источника света с общим световым потоком 15,5 м² × 150 лк = 2325 лм. А потом уже можно подобрать те светильники и лампы к ним, в нужном количестве, которые «справятся с задачей». Скажем, если исходить опять же из того примера лампы, что приводился выше (со световым потоком по паспорту в 550 лм), потребуется пять подобных ламп.

Действительно, упрощенные расчет выглядит именно так. Но вот должной точностью он все же не отличается – кроме площади, не принимаются во внимание другие особенности помещения, в частности, его отделка. Не учтен тип светильника, его расположение в пространстве комнаты, преимущественное направление светового потока, обусловленное положением источника света и типом применяемого плафона (рассеивателя).

Поэтому предлагаем иной алгоритм проведения вычислений. Он тоже не может в полной мере претендовать на «полный профессионализм», но все же результаты получаются намного точнее , ближе к действительности.

Общая формула расчета

Следует сразу правильно понять – предлагаемый алгоритм предполагает расчет именно основного освещения. Сюда не следует относить декоративные подсветки, которые пользуются в наше время широким спросом при интерьерном оформлении комнат. Не входят в расчет и отдельные осветительные приборы, дающие локальную подсветку конкретной ограниченной области (например, прикроватные бра).

Итак, основной формулой, на которой строится расчет , будет следующая:

Fл = (Ен × Sп × k × q) / (Nc × n × η)

Разбираемся с параметрами, входящими в формулу:

Fл - искомая величина, то есть показатель светового потока, которым должна обладать каждая из ламп, устанавливаемых в светильники. Значение будет получено в люменах.

Ен - нормы освещенности жилых и подсобных помещений. Именно те, что показаны в таблице выше (в люксах), в соответствии с действующими СНиП.

Sп - площадь помещения, для которого производится расчет (м²). этот параметр самостоятельно вычислить несложно – в подавляющем большинстве случаев помещения прямоугольные. Но даже если комната имеет более сложную конфигурацию – нужно лишь разбить общую площадь на более простые участки и вспомнить основные правила геометрии.

Если есть затруднения с расчетом площадей – вам сюда…

Иногда необычная конфигурация помещения может озадачить хозяина, несколько подзабывшего законы геометрии. Не беда – мы можем помочь! Перейдите по ссылке к статье, посвященной – там и подробные описания различных случаев, и удобные калькуляторы, упрощающие проведение расчетов .

k - это поправочный коэффициент, который еще называют коэффициентом запаса. Он учитывает сразу несколько факторов. Так, некоторые лампы имеют свойство по ходу эксплуатации тускнеть, терять в излучаемом световом потоке. Причем это снижение интенсивности свечения неодинаково для разных типов ламп. Кроме того, поправка учитывает степень помех для нормального распространения света. Правда, это касается в большей мере производственных помещений, где могут быть высокие уровни запыленности или концентрации пара. Если исходить из того, что у хороших хозяев в доме такого не наблюдается, то коэффициент запаса можно принять равным:

q - коэффициент неравномерности свечения. Эта величина особо важна при расчетах освещенности помещений, где планируется проведение точных работ, связанных с черчением, операциями с мелкими деталями, с большим объёмом чтения или набора текстов или выполнения рукописных записей.

Значения показаны в таблице ниже:

Nc - планируемое к установке количество светильников.

n - количество ламп (рожков) в одном светильнике.

Произведение последних двух параметров, вполне понятно, показывает общее количество ламп, которые будут участвовать в освещении помещения. Если планируется только один источник света, то, естественно, в формулу и там и там подставляются единицы.

При таком подходе, кстати (когда Nc = n = 1 ), можно определить и вообще весь суммарный световой поток, потребный для качественного освещения. Иногда целью расчета ставится именно это – а потом хозяева начинают «колдовать» над оптимальным размещением ламп или светильников различных номиналов, в соответствии с дизайнерской задумкой интерьерного оформления .

η - коэффициент использования светового потока.

Эта величину определить несколько сложнее – здесь придется учесть несколько критериев. Поэтому вынесем ее в отдельный подраздел статьи.

Определение коэффициента использования светового потока η

Эту величину можно определить по таблицам. Но прежде придётся разобраться с параметрами входа в эти таблицы .

• Для начала – определим промежуточный параметр. Его обычно называют индексом помещения. Он в необходимой степени учтет и размеры комнаты, и планируемую высоту расположения источника света. Вычисляется этот индекс по следующей формуле:

i = Sп / (( a + b) × h)

i - искомая величина, то есть индекс помещения.

Sп - уже ранее фигурировавшая в расчётах площадь комнаты (м²)

a и b - соответственно, длина и ширина помещения (м ).

h - предполагаемая высота размещения источника света. Важный нюанс – не путать с высотой потолка в комнате! Имеется в виду именно высота светильника над поверхностью пола.

К примеру, планируется к установке подвесной светильник с длиной подвеса (или штанги), равной 0,6 м. А высота потолка в помещении – 3 метра. Значит, значение h для подстановки в формулу равно 3,0 – 0,6 = 2,4 м.

Провести арифметические вычисления нетрудно. Но еще проще – воспользоваться предлагаемым онлайн-калькулятором.

Калькулятор для определения индекса помещения

«РАССЧИТАТЬ ИНДЕКС ПОМЕЩЕНИЯ i»

Длина комнаты, метров

Ширина комнаты, метров

Высота светильника над уровнем пола, метров

После того как индекс помещения рассчитан, его следует округлить в большую сторону до ближайшего значения из числа тех, что указаны в следующем списке:

0,5;0,6;0,7;0,8;0,9;1,0;1,1,1,25;1,5;1,75;2,0;2,25;2,5;3,0;3,5;4,0;5,0

Итак, один параметр для входа в таблицу у нас уже имеется.

• Идем дальше – теперь необходимо оценить отражающую способность поверхностей, в соответствии с имеющейся (или планируемой) интерьерной отделкой.

Коэффициенты отражения принимаются равными:

Теперь необходимо в последовательности «потолок - стены - пол» записать значения этого коэффициента. Это – не так сложно. По сути, с белым цветом все однозначно. Другая крайность, то есть глубокий черный цвет, в интерьерном оформлении на больших площадях, как правило, не применяется. Значит, весь выбор органичен всего тремя вариантами – 50, 30 или 10% . Доля субъективности в оценке, безусловно, есть, но допустить сколь-нибудь серьезную ошибку – трудно.

Например, потолок белый, стены – свело-бежевые , пол – коричневый. Получится 70% - 50% - 10% .

• Далее, следует учесть тип светильника, и уже по нему выбрать таблицу, по которой и будет определяться искомое значение коэффициента использования светового потока η .

Возможные варианты светильников и соответствующие таблицы к ним сведены в следующую таблицу (простите за тавтологию).

Особенности осветительного прибора и его размещения	Иллюстрация	Таблицы для определения коэффициента использования светового потока. (Выбранная таблица увеличится при клике мышкой).
Светильник размещён непосредственно на поверхности потолка. Основное направление света – вниз.
Светильник подвешен на потолке или на стене, оснащен плафоном дающим преимущественное распространение света вниз.
Светильники подвесные с плафонами, обеспечивающими равномерное распределение света по всем направлениям. Такой же эффект дает и просто повешенные лампы без плафона
Светильники с плафонами, преимущественно направляющими свет в сторону потолка, для отражения от потолочной поверхности.
Светильники с малопрозрачными или непрозрачными плафонами, дающими узкий направленный поток света в выделенной области.

• Все данные для входа в таблицу у нас имеются. А определить по ней коэффициент использования светового потока – совсем несложно.

Просто для примера:

Планируется к установке подвесной светильник шарообразной формы, изучающий свет во все стороны. Открываем соответствующую таблицу (все таблицы увеличиваются кликом мышки).

Предварительно проведённый расчет показал, что индекс помещения, округленный в большую сторону, равен 1,25.

Заранее были определены коэффициенты отражающей способности: те самые 70% - 50% - 10% .

Входим в таблицу. Для этого вначале по коэффициентам отражения находим нужный столбец:

В крайнем правом столбце находим значение индекса помещения – 1,25. Это задаст строку.

Пересечение строки и столбца приводит нас к искомому значению коэффициента использования светового потока η. В данном примере он равен 0,55.

Вот теперь у нас собраны уже все данные для основной формулы, позволяющей провести окончательный расчет необходимого светового потока для полноценного освещения комнаты.

Чтобы не утруждать читателя расчетами , предлагаем ему воспользоваться встроенным онлайн-калькулятором.

Калькулятор расчёта необходимого светового потока

Укажите запрашиваемые значения и нажмите «РАССЧИТАТЬ НЕОБХОДИМЫЙ СВЕТОВОЙ ПОТОК ЛАМПЫ»

ПЛОЩАДЬ КОМНАТЫ, м²

ТИП ПОМЕЩЕНИЯ

ПЛАНИРУЕМЫЕ К УСТАНОВКЕ ЛАМПЫ

ОПРЕДЕЛЕННЫЙ РАНЕЕ КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВЕТОВОГО ПОТОКА η

ПЛАНИРУЕМОЕ КОЛИЧЕСТВО СВЕТИЛЬНИКОВ В КОМНАТЕ, шт

КОЛИЧЕСТВО РОЖКОВ (ЛАМП) В СВЕТИЛЬНИКЕ, шт

Итак, полученное значение нам прямо показывает, какими световым потоком должны обладать лампы, которые в данных условиях обеспечат полноценное освещение помещения. Или как мы уже говорили, если указать число светильников и ламп, равное единице, будет получено значение суммарного светового потока – и по нему можно ориентироваться при расстановке приборов освещения.

Для некоторых участков, например, рабочего стола или верстака в мастерской, можно тоже подойти с таким расчетом , но уже исходя из площади конкретной рабочей зоны, если для этих целей будет применяться отдельный светильник. При этом можно даже не учитывать общее освещение – если предполагается, что локального должно быть вполне достаточно для создания комфортных рабочих условий даже при выключенной основной подсветке комнаты.

А теперь давайте хотя бы вкратце посмотрим на основные характеристики наиболее распространенных ламп.

Что важно знать о лампах для осветительных приборов

Общие характеристики осветительных ламп

Если величина требуемого светового потока просчитана, то можно переходить к подбору ламп. Некоторые светильники не предполагают особого выбора – они напрямую рассчитаны под установку какого-то конкретного типа. Но большинство приборов все же позволяют рассмотреть несколько вариантов.

• Все лампы, независимо от их типа , могут различать цоколем. И если в планах хозяев уже намечены те или иные осветительные приборы, то выбор сузится конкретным типом цоколя.

В крупных светильниках чаще всего применяются резьбовые цоколи серии Е . А вот у приборов точечной подсветки может быть различное исполнение патронов - на это следует заранее обратить внимание.

• Потребляемая мощность – то есть количество энергии, которая затратит лампа при работе с полной нагрузкой за единицу времени. Здесь, как мы уже видели из таблиц выше, у различных типов ламп с равным показателем светового потока – очень большой разброс. Подробнее на этом остановимся чуть позже, при разборе конкретных типов ламп.
• Напряжение питания. Далеко не все лампы способны работать непосредственно от сети 220 В 50 Гц. Некоторые рассчитаны на подключение через понижающий трансформатор, например, на 12 В. Кроме того, отдельные разновидности требуют постоянного тока, то есть здесь важна еще и полярность подключения. Как правило, светильники с такими лампами комплектуются специальными блоками питания или драйверами, с разъемами , исключающими ошибки подключения. Это следует учитывать, так как для дополнительного оборудования придётся предусматривать место его скрытого размещения.
• Температура света. Это, сразу скажем, условная величина, которая к температуре нагрева лампы никакого отношения не имеет. Показатель температуры света характеризует визуальный эффект восприятия источника. С чисто физической точки зрения – это свечение абсолютно темного тела, разогретого до определённой температуры (выраженной по шкале Кельвина).

Лучше не вдаваться в рассуждения , а предложить наглядную таблицу – с ней все должно стать понятно:

Когда-то, в эпоху полного господства ламп накаливания, о такой величине практически не вспоминали, и на маркировке ламп она чаще всего даже не указывалась. Сегодня же практически все изделия, любых типов, в перечне характеристик имеют и этот показатель.

Вот, например, что указано на упаковке произвольно взятой лампы:

1 - тип цоколя.

2 - потребляемая мощность (и примерный эквивалент потребляемой мощности лампы накаливания с такой же светоотдачей).

3 - температура свечения: в данном случае 4100 К.

4 - световой поток лампы, выраженный в люменах (540 лм).

Выбор лампы по температуре свечения, безусловно, делает сам покупатель, руководствуясь личными соображениями и предпочтениями. Но все же некоторые рекомендации станут нелишними.

Оптимальным диапазоном для восприятия, не вызывающим раздражения и быстрого утомления глаз, считаются температуры от 2600 до 5000 К. Иногда устанавливают лампы и с более высокой температурой свечения – когда это необходимо в связи с особенностями предназначения помещения.

Диапазон цветовой температуры	Примерное восприятие	Где рекомендуется использовать
2600 ÷ 3000 К	Теплый свет с красновато-оранжевым оттенком.	Создание уютной атмосферы в спальной или гостиной. Отлично подходит для прикроватных светильников, торшеров, установленным в местах отдыха хозяев.
3000 ÷ 3500 К	Теплый свет с желтоватым оттенком.	Основное освещение жилых комнат, детской. Хорошо подойдет для рабочего стола ребенка.
3500 ÷ 4000 К	Дневной белый свет	Основное освещение помещений квартиры, в том числе в подсобных и специальных помещениях. «Холодноват» для постоянного восприятия.
4000 ÷ 5000 К	Холодный белый свет	Иногда применяется для некоторых стилей интерьерного оформления (типа хай-тек), но уютную обстановку не создает – явное ощущение «больничной обстановки». Подойдет для освещения подсобных помещений, придомовой территории.
5000 ÷ 6000 К	Холодный свет с бело-синим оттенком	Используется для офисного освещения на больших площадях, в производственных помещениях. Может быть применен в мастерской для выполнения тонких работ, в чертежном кабинете. Нередко находит применение в подсветке теплиц, оранжерей и т.п. Способен вызывать утомляемость глаз. В жилых помещениях не используется.
Свыше 6000 К	Холодный белый с глубоким синим или сиреневым оттенком.	Только для уличного освещения. В жилых и специальных помещениях применения не находит.

• Наконец, созываемый лампой световой поток – именно та величина, которую мы рассчитывали с помощью калькулятора. Этот показатель должен быть указан на упаковке, на самой лампе или в ее паспорте.

Ниже вкратце пройдемся по основным типам осветительных ламп. Там будут приведено несколько таблиц с параметрами. Следует правильно понимать, что эти данные взяты исключительно для примера, и могут соответствовать только определенным моделям ламп. То есть раскрыть все разнообразие этих изделий в масштабе одной статьи – просто невозможно. В любом случае при выборе ламп следует внимательно изучать их паспортные характеристики.

Лампы накаливания

Когда-то господствовавшие безраздельно, они постепенно «сходят со сцены». Достоинство – низкая стоимость. А недостатков – хоть отбавляй. Крайне низкий КПД (обычно не превышающий 5%), то есть большая часть потребленной энергии уходит в совершенно ненужный нагрев. Срок службы – невысок, редко превосходит 1000 часов.

Ниже на иллюстрациях и в таблице представлены основные характеристики таких ламп. Оборите внимание на параметр световой отдачи – сколько люмен выдает изделие с каждого затраченного ватта потребленной энергии. Это напрямую влияет на экономичность использования того или иного типа ламп.

Показанная модель обладает температурой свечения порядка 2800 К (теплый свет). Класс энергопотребления – Е .

Характеристики в зависимости от мощности:

	Световой поток (лм)	Световая отдача (лм/Вт)
10	50	5,0
25	220	8,8
40	415	10,4
60	710	11,8
75	935	12,5
95	1300	13,6
100	1340	13,4

Лампы накаливания могут иметь и матовое исполнение стекла, для оптимального рассевания света. Правда, от этого несколько снижаются показатели светового потока.

Примерные характеристики показаны в таблице:

Хотя лампы накаливания все еще широко представлены в продаже и привлекают невысокой стоимостью, все же они не являются оптимальным вариантом. Лучше выбирать что-нибудь более современное и эффективное.

Галогенные лампы

Галогенные лампы, по сути, работают тоже по принципу накала спирали. Однако имеют особенности в исполнении. В частности, это касается особого кварцевого стекла, способного выдержать очень высокие температуры нагрева, и заполнения колбы – здесь используются пары йода и брома, существенно повышающие долговечность спирали.

Выпускаются эти лампы в очень широком разнообразии, но в условиях дома или квартиры обычно находят применение компактные модели, рассчитанные на точечные светильники. Реже применяются осветительные приборы по типу прожекторов – обычно для освещения территории или построек сельскохозяйственного предназначения.

К достоинствам таких ламп относят их более высокий (по сравнению с обычными накаливания) КПД. Продолжительность службы доходит до нескольких тысяч часов. Привлекают компактность при высоких показателях световой отдачи, хорошо воспринимаемый диапазон световых температур – обычно в рамках 2800 ÷ 3000 К.

Недостатки тоже немалые.Это очень высокие температуры нагрева во время работы. Лампы требуют очень бережного отношения при установке - касание рукой кварцевой колбы вызовет быстрое перегорания прибора. Стоимость «галогенок » – значительно выше, чем ламп накаливания. Газы, применяемые для наполнения колбы нельзя отнести к разряду безвредных. Так что налицо еще и проблема с безопасностью и с утилизацией отработавших ламп.

Для примера – одна из линеек галогенных ламп. Напряжение питания – 12 В. Цоколь - GU4 . Температура свечения – 3000 К. Класс энергопотребления – В. Примерный срок службы – до 1500 часов.

Характеристики этого модельного ряда показаны в таблице. Обратите внимание: здесь и далее появляется еще один столбец – примерное соответствие обычной лампе накаливания.

Потребляемая мощность лампы (Вт)	Световой поток (лм)	Световая отдача (лм/Вт)
10	150	15	13
20	300	15	26
35	525	15	46
50	750	15	65
75	1125	15	75
100	1500	15	130
150	2250	15	150

Галогенные лампы могут применяться при освещении жилых помещений, но до оптимального варианта им все же далеко. Количество недостатков велико, показатели энергосбережения – не выдающиеся .

Люминесцентные лампы

Раньше этот тип был представлен хорошо известными всем длинными трубчатыми лампами . Довольно широко применяются они и теперь. Но все же в сфере домашнего освещения более популярными являются компактные лампы с цоколями под стандартные патроны. В обиходе они получили наименование «энергосберегающих». И действительно, еще до появления и широкого распространения светодиодных источников, такие лампы произвели буквально «революцию» в плане экономичности затрат на освещение домов и квартир.

Стеклянная колба таких ламп заполняется специальной смесью газов, которые при создании определённых условий вызывают свечение люминофора.

К достоинствам таких ламп можно отнести высокие показатели светоотдачи при умеренном потреблении электрической энергии . Они представлены в весьма широком диапазоне цветовых температур. Срок службы может доходить до нескольких тысяч часов.

Одна, и недостатков у них достаточно. Так, в заполнении колбы практически всегда присутствует ртуть – чрезвычайно опасный для здоровья человека химический элемент. То есть лампы требуют особого бережного отношения и правильной утилизации. КПД лампы хоть и высок, но все же далек от идеала – до 25% потребленной энергии расходуется на создание условий для появления свечения. Нередко заметно мерцание света, которое может усиливаться по мере постепенного технологического износа. Иногда отмечается неравномерность создаваемого светового потока, которая даже может визуально искажать восприятие натуральных цветов предметов. Лампы могут обладать инерционностью – для выхода в нормальный режим работы им требуется определенной время.

Для примера – характеристики одного из модельных рядов компактных люминесцентных ламп . Питание – 220 В. Цветовая температура – 2700 К. ориентировочный срок службы – от 8 до 10 тысяч часов. Класс энергопотребления – А .

Потребляемая мощность лампы (Вт)	Световой поток (лм)	Световая отдача (лм/Вт)	Примерный эквивалент мощности лампы накаливания (Вт)
9	450	50	45
11	535	48	55
13	665	51	56
15	800	53	75
20	1170	58	100
26	1525	58	125
30	1900	63	150
35	2285	65	175
45	3080	68	225
55	3800	69	275
85	6700	78	425
105	6900	65	525

Применение таких ламп для освещения дома или квартиры можно считать вполне оправданным. И в се же по степени удобства, безопасности, долговечности, экономичности они проигрывают светодиодным.

Светодиодные лампы

Про разнообразие светодиодных ламп впору писать отдельную статью – настолько оно широко. Но при любом раскладе – их можно считать самым удачным вариантом среди всех упомянутых выше.

К достоинствам светодиодных ламп прежде всего относится высокая светоотдача при минимальном потреблении электрической энергии . КПД таких изделий обычно выше 90% - на ненужный нагрев расходуется совсем незначительное количество энергии. То есть эффект экономии – наивысший. Лампам могут придаваться любые формы, вплоть до самых компактных. Отсутствие деталей из кварцевого стекла делает такие изделия прочными, не боящимися умеренных ударных воздействий. Долговечность ламп оценивается десятками тысяч часов. Разнообразие используемых светодиодов позволяет исполнить лампу с практически любой температурой свечения. Само изделие не содержит никаких вредных для человека или окружающей среды веществ.

Недостатки светодиодных ламп, отмечаемые потребителями, по большей мере связаны с некачественным изготовлением. Приходится констатировать, что этот сегмент рынка насыщен низкопробными изделиями или даже подделками под известные бренды. Так что приобретать светодиодные лампы лучше в проверенных торговых точках, с заполнением паспорта и простановкой срока гарантии.

К недостаткам нередко относят высокую стоимость светодиодных ламп. Однако, во-первых, она оправдывается большим ресурсом работы и выраженно низким потреблением энергии. По сути, именно эти лампы в большей мере заслуживают названия «энергосберегающие», но уж как сложилось… А во-вторых, технологии изготовления не стоят на месте, и стоимость таких источников света в последние годы существенно снизилась, уже не выглядит пугающей. И эта тенденция удешевления светодиодных ламп пока не прекращается.

В таблице ниже будут показаны характеристики одного из модельных рядов – просто для сравнения.

Температура свечения – 3000 К. Класс энергопотребления – А . Ориентировочный срок службы лампы – до 40 тысяч часов.

Потребляемая мощность лампы (Вт)	Световой поток (лм)	Световая отдача (лм/Вт)	Примерный эквивалент мощности лампы накаливания (Вт)
3	250	83	40
4	280	70	40
5	340	68	40
6	440	73	50
7	520	74	60
8	550	68	65
10	850	85	75
12	1170	97	95
16	1600	100	150
20	2100	105	200

Одним словом, светодиодные лампы могут по праву считаться оптимальным вариантом. И разумнее всего на стадии создания своей системы освещения не пожалеть средств именно на них. Нет никаких сомнений, что эти затраты будут полностью оправлены.

При планировании системы освещения помещений рекомендуется придерживаться еще нескорых советов, которыми делятся опытные мастера.

• Понятно, что расчеты , приведенные выше, направлены на создание освещенности , соответствующей установленным санитарным нормам. Но довольно часто такое количество света становится избыточным – просто исходя из текущего настроения, от желания отдохнуть хочется более приглушенной подсветки. Это, конечно, можно организовать «параллельной системой» - расположенными в нужных местах приборами локального освещения. Типичный пример – прикроватные бра. Но все равно, рекомендуется и основную систему освещения не делать с единственным источником света – в наше время в продаже достаточное разнообразие светильников, рассчитанных на несколько ламп. По мере необходимости можно будет задействовать только требуемое их минимальное количество.

Кроме того, большую степень удобства в регулировках предоставляют диммеры – специальные приборы, способные плавно изменять интенсивность свечение ламп. При наличии желания, должного креатива и доступных средств, «диммирование » даже в масштабах одного просторного помещения можно дополнительно разбить по зонам.

Правда, следует иметь в виду, что далеко не все лампы поддаются такой регулировке. Например, с люминесцентными лампами подобный «номер» не проходит.

• Не приветствуется использование в одном помещении ламп различных типов – эффект может быть совершенно непредсказуемым, но однозначно – негативным.
• Выше немало говорилось про потребляемую мощность ламп. В частности – про то, что она не должны становиться определяющим критерием при расчетах освещенности . Тем не менее , знать этот параметр необходимо. Дело здесь не в световых параметрах ламп, а в эксплуатационных возможностях планируемых к установке светильников.

Дело в том, что эти приборы имеют определённый предел по возможной электрической нагрузке. Во-первых, внутри их проложены провода, обычно – весьма небольшого сечения, и при слишком большой суммарной мощности ламп не исключается перегрев проводки, со всеми вытекающими последствиями. А во-вторых, в большинстве своем светильники собраны из полимерных деталей. Как мы видели, некоторые типы ламп значительное количество потреблённой энергии преобразуют в тепловую. И перегрев может вызвать размягчение, плавление пластика, деформацию деталей.

Так что при выборе ламп необходимо стразу просуммировать значение их мощностей. И если оно превосходит допустимый предел для конкретного светильника, придется подыскивать какое-то иное решение.

• Если в результате проведенных расчетов получается такое значение светового потока лампы, которого просто нет в выпускаемом ассортименте, или же использование ламп становится невозможным по иным причинам (например, та же недопустимо завышенная потребляемая мощность), то ничего не поделаешь – придется пересматривать свою систему. Обычно это решается увеличением количества светильников, применением других типов ламп, другими методами. Выход обязательно найдется !

* * * * * * *
В завершение публикации – небольшой видеосюжет, который, возможно, позволит несколько расширить понятия читателей в области расчета оптимального освещения для жилых помещений.

Видео: Сколько света необходимо для комфортной и здоровой обстановки в комнате?

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.

Важным этапом в строительстве любых помещений, а также при разработке дизайна интерьера является расчёт освещённости помещения. Достаточный его уровень позволяет не только комфортно пользоваться помещением, но и экономить.

Принимая во внимание

Несмотря на то, что естественное освещение является лучшим, подбор искусственного освещения, имитирующего естественный, возможен.

При расчёте освещённости помещения нужно обращать своё внимание не только на его тип и площадь, но и на следующее:

1. Назначение помещения.
2. Высоту и цвет потолка.
3. Цвет и текстуру стен.
4. Материал пола, его цвет и структуру.
5. Наличие крупных зеркал или зеркальных шкафов.
6. Цвет и количество используемой мебели.

Всё это в большой степени сказывается на выборе количества и типа осветительных приборов для помещения.

По своим видам все осветительные приборы делятся на следующие:

Каждый светильник при этом может иметь свою, отличную от других, лампу. Все они вне зависимости от типа и назначения прибора имеют следующие параметры, позволяющие правильно подобрать необходимую:

Планировка и выбор освещения зависит от типа помещения, цветового решения его дизайна и используемой мебели. Например, свет в гостиной – основной комнате любого дома – следует планировать очень тщательно. Рекомендуемое решение, это применить европейский стиль, с основным объектом посередине и подсветкой по периметру комнаты.

Также правильным шагом будет использование различных световых приборов для различных зон: торшеров в зоне для чтения, низко висящего светильника за обеденным столом и т.п.

Для спальни стоит подобрать спокойную, расслабляющую схему освещения. Для данного типа комнат хорошо подходят маломощные матовые лампы сферической формы. Они позволяют получить равномерную мягкую засветку, без резких переходов и границ, не напрягающую зрение. Зону прикроватных тумбочек стоит осветить небольшими настольными лампами или настенными бра.

Кухня – главная рабочая зона в доме, и правильный свет в ней немаловажен. Маленькая кухня не требует центрального света – достаточно освещения рабочих зон и зоны приёма пищи. Для большой кухни центральная люстра обязательно, хорошо если она будет тёплого оттенка. Также, как и в гостиной, регулируемый по высоте (а в идеал и яркости) свет здесь будет как нельзя кстати.

В остальных типах комнат жилых зданий, таких как коридор, ванная, туалет, гардеробная, стоит использовать точечное освещение. Оно позволит получить равномерную засветку, а также сделает комнату визуально чуть более просторной.

Расчёт освещённости помещения во многом зависит от его дизайна. Тёмные стены и пол поглощают свет и необходимо закладывать запас в расчёты. Конечно, если нет цели создать уютную обстановку с мягким светом. Светлые же комнаты и без того яркие, и перебор может доставить неприятные ощущения для глаз, сравни тому, когда смотришь на солнце сквозь неплотные облака.

Нормы освещенности

Существуют определённые нормы освещённости различных помещений. Согласно строительным нормам и правилам (СНиП), используются следующие:

• 5 Люкс: лифтовая шахта.
• 20 Люкс:
  • проходы технического этажа, чердака и подвала;
  • лестницы.
• 30 Люкс: вестибюль.
• 50 Люкс:
  • ванная или душевая комнаты;
  • туалет;
  • холл квартиры;
  • коридор квартиры.
• 75 Люкс: гардеробная комната.
• 100 Люкс:
  • баня (сауна);
  • бассейн.
• 150 Люкс:
  • тренажёрный зал;
  • кухня;
  • жилая комната.
• 200 Люкс: детская комната.
• 300 Люкс:
  • бильярдная комната;
  • кабинет;
  • библиотека.

Но не стоит забывать, что данные нормы были приняты в нашей стране довольно давно. Многие жалуются, что им не хватает света при правильном расчёте. Поэтому нелишним стоит рассмотреть возможность замены ламп на более мощные или же увеличение количества светового оборудования.

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.

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:

Рассчитываем площадь помещения (S):

a – длина помещения;

b – ширина помещения.

Рассчитываем индекс помещения (Ф):

Ф = S / ((h1 – h2) * (a + b))

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)

E – освещённость помещения;

S – площадь помещения;

Кз – коэффициент запаса;

У – коэффициент использования ламп;

p – количество ламп;

Fi – поток света одной лампы.

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:

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.

• При проектировании и расчёте освещения стоит всегда закладывать большие параметры , ведь можно выключить часть светильников.
• При выборе ламп современные тенденции диктуют использовать наиболее энергосберегающие решения. Отличным выбором будет использование светодиодных светильников – они потребляют меньше, при это довольно компактные и яркие.