Расчет освещенности самостоятельно: формулы и примеры

10.06.2019
Светодиодное освещение пользуется огромной популярностью среди наших соотечественников. И совершенно не случайно! Оно позволяет сформировать мягкий приятный свет и существенно экономит затраты электроэнергии. На этапе планирования проводки целесообразно провести расчет количества светодиодных светильников, необходимых для освещения площадей. Как рассчитать освещенность помещения? Об этом вы подробно узнаете из нашей статьи.

Для чего нужно делать расчет освещенности?

Расчет количества светильников и выбор их мощности производится с целью создания комфорта для человека, находящегося в условиях искусственного освещения. Дело в том, что чрезмерно яркий свет или наоборот его недостаток вынуждают наши глаза напрягаться. Частое напряжение зрительных органов приводят к утрате зрения. Кроме того, ученые доказали, что плохое освещение негативно влияет на психоэмоциональное состояние человеческого организма.

Идеальный свет для наших глаз несут природные источники освещения (утренний, дневной и вечерний свет). Ключевой задачей проектирования систем освещения выступает создание условий, при которых искусственный свет в помещении будет максимально приближен к естественному.

Результаты преобразования электрической энергии в электромагнитное излучение воспринимается нашим зрительным органом как свет. В СНиП присутствуют правила, согласно которым подбираются осветительные приборы для различных типов помещений.

Нюансы освещения помещений

Для подсвечивания комнат ориентируются на площадь помещения, выбранную схему размещения светильников (к примеру, с люстрой и точечными светодиодными лампами) и мощность осветительных приборов. Свет должен равномерно рассеиваться по квартире или офису.

Почему светодиоды?

Еще несколько лет назад многие наши соотечественники стали использовать энергосберегающие лампы люминесцентного типа с цоколем E14 и Е27. Но теперь пришел черед более эффективным приборам — светодиодам, которые демонстрируют меньшее потребление энергии (по сравнению с лампами накаливания — в 10 раз, по отношению к люминесцентным осветительным приборам — в 3 раза).

Преимущества светодиодов

Неоспоримые преимущества светодиодных светильников обеспечили им популярность во всем мире. Такие лампы в разы эффективнее обычных ламп накаливания и приборов, излучающих люминесцентный свет.

Преимущества светодиодных ламп:

экономия электроэнергии;
создание света, максимально приближенного к дневному;
возможность использования как внутри помещения, так и за его пределами (уличное освещение);
более высокий размах напряжения — лампы будут работать в диапазоне от 80 до 230 Вольт;
повышенный срок службы — до 25 лет;
экологичность, поскольку они не выделяют в воздух вредных веществ;
возможность управлять подсветкой при помощи ДУ-пульта;
беззвучная работа в отличие от люминесцентных ламп.

Недостатками таких осветительных приборов можно считать повышенную цену и невысокий индекс цветопередачи, достигающий 85-90%.

Практические рекомендации

Гигиеническими нормами принято, что в помещениях, в которых человек работает (или просто постоянно находится), освещённость должна составлять не менее двухсот люксов. Причём такая освещённость должна достигать максимума на рабочей поверхности (обычно принимается величина — 0,8 метров от пола). Также на эффективность распространения лучей ламп может повлиять высота помещения, чем она выше – тем дальше источник света от плоскости стола. Если потолки в офисе высокие – обязательно в расчет вводится поправочный коэффициент – 1,5, который увеличивает общее количество ламп, так как световой поток нужной интенсивности просто не доходит до мест трудящихся. Поэтому логично, что для комнат с бóльшим внутренним пространством и ламп нужно использовать больше. Как вариант, в этом случае можно использовать светильники на длинных проводах-подвесах. Они легко регулируются под любую высоту потолков – очень удобно. И свет попадает именно туда, куда следует. Для подсветки рабочей зоны предпочтительнее выбирать линейные модели, они будут равномерно освещать всю поверхность.

Что касается выбора самих светильников и ламп к ним, то для общей подсветки лучше всего отдавать предпочтение моделям, вроде популярных растровых светильников. Сегодня их оборудуют экономичными и очень яркими светодиодными системами. Они обеспечивают мягкий и ровный фон, не мерцают и не выгорают во время работы так сильно, как люминесцентные.

Растровое освещение

Желательно выбирать лампы, светящие в солнечно-жёлтом или нейтрально-белом спектре. Из-за минимального различия с естественной инсоляцией, они обеспечивают наименьшую зрительную усталость и высокоэффективную работу персонала.

Какие параметры учитывают при расчете освещенности светодиодными светильниками?

Как рассчитать количество светильников? Для этого используют специальную формулу, итоговый результат которой будет зависеть от отдельных параметров. Давайте подробно рассмотрим, какие факторы повлияют на расчет.

Нормы освещения

Для каждого типа помещения действуют свои нормы освещения. К примеру, в производственном цехе, где выполняют высокоточные работы, требуется больше света, чем в прихожей или санузле.

Нормы освещения в зависимости от типа помещения

Тип помещения	Свет, в люксах
офис	300-500
конференц-зал	200
кухня, спальня, зал для гостей	150
прихожая, кладовая, санузел	50
детская	200
библиотека или кабинет	300

Приведенные нормы освещения формируются в Люксах. Люкс — единица, созданная для сопоставления света прибора с 1 кв. м. площади. То есть, свет в 1 Люкс соответствует светимости в 1 Люмен на 1 м. кв. помещения.

Тип помещения

В нормах СНиП всегда будет присутствовать тип комнаты, для которой требуется подобрать осветительный прибор. Разумеется, в офисных помещениях, библиотеке и детской комнате создают более яркий свет. Коридоры, лестничная клетка, санузел не требуют повышенной яркости ламп.

Параметры помещения

Для выполнения расчетов понадобится узнать площадь комнаты. Рассчитывается она по формуле, известной нам со школьной скамьи: S= a*b, где S — площадь помещения (м. кв.), a — длина комнаты (м), b — ширина (м).

Кроме того, учитывают коэффициент поправки. Он формируется с учетом высоты потолка. Чем более высокой будет стена, тем значительнее будет рассеиваться свет на пути к подсвечиванию рабочих поверхностей и пола.

Коэффициент поправки

Высота потолка, м	Коэффициент
до 2,7	1
2,7-3	1,2
3-3,5	1,5
3,5-4,5	2

Мощность светодиодных светильников

Этот параметр подбирается после расчета освещения. Правильный выбор мощности осветительного оборудования обеспечит комфортные условия пребывания в помещении.

Как быть, если производитель не указал светимость led-ламп? Ориентируйтесь на следующую таблицу.

Соответствие мощности световому потоку

Мощность, Ватт	Величина светового потока, Люмен
3-4	250-300
4-6	300-450
6-8	450-600
8-10	600-900
10-12	900-1100
12-14	1100-1250
14-16	1250-1400

Тип рассчитываемого светильника

Существует несколько типов светодиодных светильников: точечные, промышленные, потолочные, уличные. Формула расчета освещенности каждого из них имеет свои отличия.

Алгоритм расчета

Расчет светового потока проводится достаточно просто. Формула предполагает всего 3 составляющих, которые перемножаются между собой.

Достаточно перемножить 3 параметра:

Норму освещения.
Площадь помещения.
Коэффициент поправки.

Пример расчета освещенности помещения

Необходимо подобрать led-светильник для кухни в 15 кв. м с высотой потолка 2,6 м. Какой мощности будет осветительный прибор?

Расчет

Норма освещения кухни — 150 Лк. Тогда световой поток составит показатель: 150*15*1= 2250 Люмен.

На основе таблицы соответствия мощности световому потоку выбираем количество лампочек и их мощность. К примеру, можно приобрести 2 лампы мощностью 12 Вт каждая или 4 лампы по 8 Вт каждая.

Как видите, расчет освещенности совершается по совершенно несложной формуле!

Современное освещение в офисе: светодиодные панели против люминесцентного освещения

Сравнение начнем со светотехнических расчетов. Для расчетов нужно знать следующие параметры:

размер помещения;
высота потолков;
цвет стен, потолков и пола;
принятые коэффициенты отражения;
принятые нормы освещенности;
коэффициент пульсации освещенности;
коэффициент запаса.

Первые 4 параметра можно получить из чертежей помещения.

Нормы освещенности выбираем по СП 52.13330.2011. Если не удается определиться с нормой освещенности, то более полные данные следует смотреть в СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03.

Для офисных помещений нормируемый коэффициент пульсации в соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 составляет не более 10%, а если в помещениях ведется работа за компьютерами, это значение составляет не более 5%.

Коэффициент запаса (СП31.110):

разрядные лампы 1,4;
светодиодные источники света 1,1.

Два метода расчета количества светильников

Существует 2 способа определить количество светильников для нормального освещения комнаты:

По электрической мощности.
По световой мощности.

Первый вариант считается простым, но не таким точным. Во втором случае прибегают к аналогичному алгоритму расчета, но в формуле используют люмены.

Метод расчета по электрической мощности

Сколько ватт на квадратный метр? Нормой считается 20 Вт*м. кв. Для расчета освещенности используют следующую формулу: S*N/W, где S — площадь помещения, N — норма освещения, W — электрическая мощность лампы.

Пример

Имеется детская комната, площадью 17 кв. м. Этот тип помещений оборудуют светодиодными лампами, мощностью 60 Вт. Какое число осветительных приборов понадобится для создания комфортных условий проживания ребенка?

Расчет светильников:

17*20 = 340 Вт

340/60 = 5,6 ламп.

Электрики рекомендуют проводить округление в высшую сторону. Поэтому необходимо купить 6 светодиодных ламп.

Метод расчета по световой мощности

Расчет в люменах — более точный вариант при подборе осветительных приборов. Последовательность действий аналогична алгоритму расчета по электрической мощности. Единственное, в чем заключается разница — используют не Вт, а Люмены.

К примеру, для коридора в 10 кв. м. потребуется 500 Люменов (10 кв. м.*50 Люксов). Если вы планируете использовать приборы со световой мощностью 300 Люменов, то вам понадобится купить 2 светильника (500/300=1,7).

Нормы и стандарты освещённости

Каким должно быть правильное освещение рабочего места, определяет не сам сотрудник или его работодатель. Нормы регламентируются нормативными актами, где закреплён допустимый уровень яркости в Люксах.
Нормативные документы:

СНиП — строительные нормы и правила проектирования освещения;
СанПиН — санитарные правила и нормы, которые включают в себя всю гигиену труда, в том числе и гигиену света;
ГОСТ Р 55710-2013 — регламентирует световые нормативы внутри зданий.

Уровень света отличается в зависимости от вида выполняемых работ. Виды производства делятся на труд высокой точности, средней, малой. Освещение, применяемое на рабочих местах на производстве с повышенной точностью работ, отличается от такового на местах с низкой точностью. Ниже представлены нормы яркости в зависимости от требуемой точности выполнения:

наивысшая точность — 5000 Лк;
очень высокая — 4000 Лк;
высокая — 2000 Лк;
средняя — 750 Лк;
малая — 400 Лк;
грубая — 200 Лк.

В таблице представлены нормы подсветки в зависимости от типа офисного помещения:

Помещение	Нормы, согласно СНиП
Кабинет с компьютерами	200-300 Лк
Серверная	400 Лк
Операционный или кассовый зал	400 Лк
Большой кабинет со свободной планировкой	400 Лк
Комната для посетителей	300 Лк
Кабинет для чертёжных работ	500 Лк
Помещение для ксерокопирования	300 Лк
Конференц-зал	200 Лк
Лестничные пролёты и эскалаторы	50-100 Лк
Холл, коридор, вестибюль	50-75 Лк
Архив	75 Лк
Кладовка	50 Лк

Как выбрать светодиодные светильники для помещения?

Светодиодное освещение помещений должно ориентироваться на следующие показатели:

Рассеивание света.
Цветовая температура.
Величина светового потока.

К примеру, при выборе матового света достигается мягкое рассеянное освещение (подходит для кабинета и небольших площадей), а прозрачное распределение света более актуально для больших помещений. Теплый свет больше подойдет лаундж-зоне, нейтральный белый — для подсветки рабочих поверхностей, а холодный — освещения складов.

Виды точечных светильников

Существует множество вариантов точечного освещения. Точечные светильники могут быть накладными (прикрепляться к стенам или потолку) и встраиваемыми. В зависимости от типа регулировки бывают поворотные и неповоротные приборы, даунлайты, стопы, карданные светодиоды и выдвижные приборы.

Как рассчитать освещение светодиодной лентой?

Светодиодная лента предназначена для декорирования помещения. Методика расчета основывается на интенсивности светового потока на 1 пог. м. ленты. Конечно же, можно выбрать мощные светодиоды. Но они более подходят для уличного освещения — фасадов, неоновых вывесок и щитов. Для домашнего оформления помещений вполне достаточно 6,5-24 Вт лампы.

Оптимальное освещение рабочего места — как его вычислить

Для выявления коэффициента освещенности нужно применить такую формулу:

КО = Световой поток (Ватт)/ площадь помещения (кв.м.)

Пропорционально повышению площади снижается КПД потока света.

Организация комфортного рабочего места

Равномерность освещения — важное требование к рабочему месту. Это важно для обеспечения комфорта глаз в процессе трудовой деятельности, ведь, в противном случае, зрению придется постоянно адаптироваться к сменам типа освещения. Адаптация происходит по мере изменения размера зрачка, количества светочувствительного вещества и т.д.

Если перейти из очень светлого помещения в полную темноту, глаз будет полностью адаптироваться долго (более часа), обратный процесс займет 15 минут.

Важно знать! Чем меньше разница между освещенностью зон, тем быстрее происходит адаптирование, тем менее вредно оно для зрения.

Примером неправильного освещения можно назвать подсветку документа на столе и отсутствие освещенности для монитора, книги, на которые тоже приходится регулярно смотреть. Частая необходимость в адаптации вызывает утомление и перенапряжение глаз.

Рекомендации по организации места работы:

расположение к окну лицом или левым боком для правшей, правым боком для левшей;
расположение светильника — аналогичным образом, над рабочим местом вне запретного угла 45 градусов;
исключение ослепления глаз лучами светильника, отражающимися от рабочей поверхности, ножки, основания лампы.

Факторы зрительного комфорта

При оформлении интерьера в офисных помещениях важно учитывать цветовую гамму стен, ведь она по-разному воздействует на человека. Лучше всего выбирать пастельные тона, а также зеленоватые, желтые оттенки, приятные для глаз. Есть и иные факторы зрительного комфорта:

подходящая яркость;
однородность света;
отсутствие бликов и мерцания;
нужная контрастность.

Плохо воздействует на глаза блесткость, или сильная слепящая яркость — свойство ярких поверхностей ухудшать контрастность и нарушать зрительный комфорт. Утомление глаз вызывают и колебания света, они сильно снижают производительность труда, поэтому тоже недопустимы.

Выбор ламп для освещения рабочего места

Идеально подходят для глаз светодиодные лампы. Кроме того, они экономичны, длительно служат, потребляют мало электроэнергии при отличном КПД. Менее предпочтительны галогенные лампы, хотя передача цветовой гаммы у них тоже неплохая. Минус их заключается в сильном нагреве и невозможности применять в любых приборах освещения. Также на производстве используются люминесцентные лампы, но свет от них меньше подходит для глаз, является неестественным.

Выбрав подходящий светильник и правильно его расположив, можно быть уверенным в сохранении здоровья глаз.

Правильное освещение производственного помещения

По видам производственное освещение помещения (как и любого другого) делится на естественное и искусственное.

Естественный свет – наиболее ценен: человеческий глаз максимально к нему приспособлен. Он поступает внутрь здания через окна и прочие прозрачные строительные конструкции (например, аэрационные фонари).

Естественное освещение

Виды искусственного освещения:

общим;
местным;
комбинированным.

Местное освещение само по себе не используется, его применяют только в комбинации с общим. Подходящий для этого осветительный прибор может быть переносным или стационарным. Световое пятно от него не освещает даже прилегающие к нему площади.

Комбинированный метод освещенности здания

Комбинированное – требуется при выполнении рабочим высокоточных операций, не допускающих возникновения резких теней от каких-либо предметов.

Только комбинированное освещение может обеспечить соблюдение норм БЖД на предприятии

Общее – организуется в цехах с однотипными работами (например, в литейных). Встречаются случаи, когда комбинированное освещение просто нет возможности организовать.

Установленная освещенность для рабочих мест с мелкими работами соответствует 500-м Лк, постепенно снижаясь до 50 Лк в различных хранилищах.

Для максимальной экономичности, можно осветить технические или уличные территории приборами с датчиками движения для включения света.

Расчет освещенности: как рассчитать количество светильников самостоятельно