Как рассчитать люксы освещения для помещения

Весь расчет – 2 минуты, 2 шага. Все быстро и просто!

Уважаемые читатели, в данной статье мы не будем приводить детальные сложные методики расчета освещенности помещений, не будем заставлять Вас внимательно всматриваться в СНИПы и таблицы в поисках нужных коэффициентов. Мы расскажем, как можно приблизительно, с помощью упрощенной быстрой методики, рассчитать необходимую освещенность помещения (комнаты), а также как рассчитать необходимое для комфортного освещения количество ламп.

Для начала нам нужно знать, что освещенность измеряется в люксах (Лк), а величина светового потока – в люменах (Лм). Опять же, данный метод расчета освещенности позволяет нам не разбираться во взаимосвязях и хитросплетениях этих величин. Подойдем к этому просто – нам нужно это знать для того, чтобы выбрать правильные светильники и количество ламп для помещения (комнаты).

Этапы расчета:

1. Расчет необходимого светового потока на комнату (количесто Лм на все помещение).
2. Расчет необходимого количества ламп на комнату (помещение).

1. Расчет необходимого светового потока на комнату (помещение).

Формула расчета светового потока в люменах (Лм):
Световой поток (люмен) = А * Б * В ;

где:
А – нормативное значение освещенности помещения (комнаты), представлено ниже в таблице;
Б – площадь помещения (комнаты) в м.кв.;
В – коэффициент высоты потолка (до 2,7 м – 1,0; 2,7-3,0 м – 1,2; 3,0-3,5 м – 1,5; 3,5-4,0 – 2,0);

2. Расчет необходимого количества ламп на комнату (помещение).

Итак, мы определили необходимую величину светового потока(количество люмен). Теперь мы можем рассчитать необходимое количество ламп на комнату (помещение). Ниже представлена таблица, в которой вы можете подобрать количество ламп для помещения (комнаты) и сравнить основные популярные типы ламп по их характеристикам светового потока и соотношению мощностей.

Что бы расчитать необходимое количество лампочек на комнату (помещение) нужно общее количетво Лм из первой формулы разделить на количество люмен одной лампочки. (таблица №2)

Все эти расчеты приблизительны и подходят для подбора люстры или светильника размещенного в центре комнаты.

Если же вы хотите понять сколько нужно точечных светильников со светодиодными лампочками, лучше исходить из расчета один светильник мощностью 5-7 W (450-550 Лм) на 1,2-1,5 кв.м

Таблица №1: Нормативные значения освещенности помещений/комнат, согласно СНиП:

Таблица №2: Усреднённый световой поток по типу лампочек (количество люмен).

Типы лампочек (Light Bulb Type)		Incandescent	CFL	LED
Минимальное свечение (Lumens)	450LM	40W	9W to 13W	4W to 5W
	680LM	60W	13W to 15W	6W to 7W
	1100LM	75W	18W to 25W	9W to 13W
	1600LM	100W	23W to 30W	16W to 20W
	2600LM	150W	30W to 55W	25W to 28W

Данные, представленные в таблице приблизительные, в зависимости от производителя, они могут отличаться.

Еще несколько небольших советов по расчету светового потока и выбору количества ламп:

1. Помните, что СНиПы разрабатывались в советские времена. В то время о здоровье граждан (имеются в виду глаза) не очень-то заботились, не говоря уже о комфорте нахождения в помещении или работе в нем. Так что не лишним будет добавить небольшой коэффициент запаса в расчет вашей освещенности (светового потока).
2. Если у Вас в комнате больше ламп, чем нужно – Вы всегда сможете отключить некоторые из них. А что Вы будете делать, если света не хватает, и как это будет выглядеть?
3. Помните о том, что поверхности имеют свойство отражать свет. Чем светлее поверхность – тем больше света она отражает, чем темнее – тем меньше света от нее отбивается. Свет, который отражается от поверхности, тоже свет, т.е. отраженный свет тоже освещает помещение. Если у вас в комнате или помещении преобладают темные тона – стоит увеличить значение светового потока при подборе ламп, так как темные поверхности помещения поглотят большое количество света.

Таблица №3: Коэффициент отражения света.

Постараюсь очень кратко и просто изложить метод ручного расчета освещения в помещениях, которому меня научили на курсе «Расчет освещения» школы светодизайна LiDS.

Какой должна быть освещенность
При планировании освещения, в первую очередь нужно определить соответствующую нормам целевую освещенность и посчитать общий световой поток, который должны давать светильники в помещении.
С нормативами определиться просто – либо ищем свой тип помещения в таблицах СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» и СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение», либо соглашаемся с основным требованием по освещенности жилых помещений – 150лк или офисных помещений с компьютерами – 400лк.

Грубая оценка необходимого светового потока
По умолчанию расчет освещенности делается в программе Dialux. Но результат хотя бы приблизительно нужно знать заранее, чтобы сверить данные с оценкой «на глазок».
Как написано даже в Википедии, средняя освещенность поверхности — это отношение падающего на нее светового потока к площади. Но в реальном помещении часть светового потока светильника рабочих плоскостей не достигает, пропадая на стенах. Освещенность в помещении – это отношение общего светового потока светильников к площади помещения с поправочным коэффициентом «η».

Долю света «η», который доходит до рабочих поверхностей, можно оценить на глазок. В самом общем приближении для некоего очень среднего помещения с какими-то там светильниками до рабочих поверхностей доходит примерно половина света, а значит для очень грубой оценки можно использовать коэффициент η = 0,5.
Например, в комнате площадью 20м 2 светильник со световым потоком 700лм (эквивалент лампы накаливания 60Вт) создаст освещенность Е = 0,5 × 700лм / 20м 2 = 18лк. А это значит, что для достижения норматива в 150лк, нужно F = 700лм × (150лк / 18лк) =5800лм, или эквивалент 8-ми лампочек накаливания по 60Вт!
(Полкиловатта ламп накаливания на небольшую комнату! Понятно, почему нормы освещенности для жилых помещений гораздо ниже, чем для учреждений, и почему учреждения уже давно никто лампами накаливания не освещает.)

Более точный метод ручного расчета
Но так как помещения бывают с разными стенами, разной формы, с высокими или низкими потолками, поправочный коэффициент не обязательно равен 0,5 и для каждого случая свой: на практике, от 0,1 до 0,9. При том, что разница между η = 0,3 и η = 0,6 уже означает разбег результатов в два раза.
Точное значение η нужно брать из таблиц коэффициента использования светового потока, разработанных еще в СССР. В полном виде с пояснениями таблицы привожу в отдельном документе. Здесь же воспользуемся выдержкой из таблиц для самого популярного случая. Для стандартного светлого помещения с коэффициентами отражения потолка стен и пола в 70%, 50%, 30%. И для смонтированных на потолок светильников, которые светят под себя и немного вбок (то есть имеют стандартную, так называемую, «косинусную» кривую силы света).

Табл. 1 Коэффициенты использования светового потока для потолочных светильников с косинусной диаграммой в комнате с коэффициентами отражения потолка, стен и пола – 70%, 50% и 30% соответственно.

В левой колонке таблицы указан индекс помещения, который считается по формуле:

, где S — площадь помещения в м 2 , A и B — длина и ширина помещения, h — расстояние между светильником и горизонтальной поверхностью, на которой рассчитываем освещенность.
Если нас интересует средняя освещенность рабочих поверхностей (стола) в комнате площадью 20м 2 со стенами 4м и 5м, и высоте подвеса светильника над столами 2м, индекс помещения будет равен i = 20м 2 / ( ( 4м + 5м ) × 2,0м ) = 1,1. Удостоверившись, что помещение и лампы соответствуют указанным в подписи к таблице, получаем коэффициент использования светового потока – 46%. Множитель η = 0,46 очень близок к предположенному навскидку η = 0,5. Средняя освещенность рабочих поверхностей при общем световом потоке 700лм составит 16лк, а для достижения целевых 150лк, потребуется F = 700лм × ( 150лк / 16лк ) = 6500лм.
Но если бы потолки в комнате были выше на полметра, а комната была не «светлым», а «стандартным» помещением с коэффициентами отражения потолка, стен и пола 50%, 30% и 10%, коэффициент использования светового потока η составил бы (см. расширенную версию таблицы) η = 0,23, и освещенность была бы ровно вдвое меньше!

Проверяем расчеты в диалюксе
Построим в диалюксе комнату 4 × 5м, высотой 2,8м, с высотой рабочих поверхностей 0,8м и теми же коэффициентами отражения, что и при ручном счете. И повесим 9шт мелких светильников с классической косинусной диаграммой по 720лм каждый (6480лм на круг).

Рис. 1 Взятый для примера светильник Philips BWG201 со световым потоком 720лм, и его классическое «косинусное» светораспределение

Получится ли у нас средняя освещенность рабочих поверхностей в 150лк, как мы оценили вручную? Да, результат расчета в Dialux – 143лк (см. рис2), а в пустой комнате без мебели и человеческой фигуры – 149лк. В светотехнике же значения, различающиеся менее чем на 10% считаются совпадающими.

Рис. 2 Результат расчета в диалюксе – средняя освещенность рабочей поверхности (при коэффициенте запаса 1,0) составила 143лк, что соответствует целевому значению 150лк.

Рис. 3 Красивые картинки, в которые верят люди.

Заключение:
На грубую оценку примитивным методом по формуле E = 0.5 × F / S потребуется 1 минута времени, на уточнение коэффициента использования по таблицам – еще 3 минуты, на проект в диалюксе после некоторого обучения – около 20 минут и еще 20 минут, если хочется «навести красоту». Диалюкс выдает очень красивые картинки (см. рис. 3), которые стоят потраченного труда, потому что в них верят люди. Но по соотношению эффективности и трудозатрат оценка освещенности врукопашную вне конкуренции. Ручной счет прост, надежен и эффективен как саперная лопатка, дает уверенность и понимание.

Предлагаем вам разобраться как правильно осуществить расчет освещения в зависимости от типа и размера помещения.

Степень освещения поверхности принято выражать в Люксах (Лк), а величину светового потока исходящего от определенного источника света измеряют в Люменах (Лм). Мы будем производить расчет уровня освещенности в два этапа:

• первый этап – определения необходимой для помещения совокупной величины светового потока;
• второй этап – исходя из полученных данных первого этапа – расчет нужного количества светодиодных ламп с учетом их мощности.

Этап №1 расчета.

Для простого расчета необходимого числа ламп воспользуйтесь Калькулятором расчета количества ламп.

Формулой = X * Y * Z рассчитывается показатель необходимой величины светового потока (Люмен) при этом:

• X – установленная норма освещенности объекта в зависимости от типа помещения. Нормы приведены в Таблице №1,
• Y – соответствует площади помещения в квадратных метрах,
• Z – коэффициент поправки значений в зависимости от высоты потолков в помещении. При высоте потолков от 2,5 до 2,7 метра коэффициент равен единице, от 2,7 до 3 метра коэффициент соответствует 1,2; от 3 до 3,5 метров коэффициент составляет 1,5; 3,5 до 4,5 метров коэффициент равен 2.

Таблица №1 "Нормативы освещенности офисных и жилых объектов по СНиП"

Этап №2 расчета.

Получив необходимые данные о величине светового потока, мы можем вычислить необходимое количество светодиодных ламп и их мощность. В таблице №2 указаны значения мощности светодиодных ламп и соответствующие им показатели по световому потоку. Итак, делим полученное на этапе №1 значение светового потока на величину светового потока в люменах по подобранной лампе. В результате имеем нужное количество светодиодных ламп определенной мощности для помещения.

Таблица №2 "Значения светового потока светодиодных ламп разной мощности"

Пример расчета освещения.

Для примера предлагаем рассчитать количество и мощность светодиодных ламп для жилой комнаты в многоквартирном доме, размером 20 квадратных метров при высоте потолков 2,6 метра.

150 (X) * 20 (Y) * 1 (Z) = 3000 Люмен.

Теперь согласно таблице №2 подбираем лампу, которая подойдет в установленные осветительные приборы, и которыми мы хотим осветить нашу комнату. Предположим, мы берем все лампы в 10 Ватт, имеющие световой поток в 800 Люмен, то для освещения нашей комнаты такими светодиодными лампами нам потребуется не менее 3000/800=3,75 лампочек. В результате математического округления получаем 4 лампочки по 10 Ватт.

Важно помнить, что желательно в помещении добиться равномерного распределения света. Для этого лучше располагать несколькими источниками света. В случае если вы планируете создавать художественное освещение с несколькими светильниками, монтируемыми в потолок, мы советуем использовать 8 светодиодных лампочек по 5 Ватт каждая и равномерно распределить их по потолку.

Обратите внимание то за основу производимых расчетов мы взяли нормы СНиП принятые в нашей стране. Поскольку нормы эти разработаны и приняты были давно, многие наши клиенты говорят, что уровень освещения согласно этих норм для них мал и света явно недостаточно. Поэтому мы рекомендуем увеличивать эти нормы в 1,5-2 раза при этом устанавливая несколько выключателей, разделяя их по зонам помещения и по количеству светильников. Это позволит включить часть светильников и получить мягкое, не очень яркое освещение, а в случае необходимости, включить полное яркое освещение.