Как рассчитать освещение в комнате: параметры и методы

Освещение в комнате
Освещение в комнате

Как правильно рассчитать освещение комнаты? Такой вопрос достаточно часто становится во время строительства и проведения ремонтных работ в доме или квартире.

При этом крайне желательно чтоб это было небольшая формула, в которую мы просто подставим наши значения и получим точное количество ламп и их мощность. Ответ на этот вопрос дает СНиП II-4-79 и пособие к нему, которые детально прописывают методологию расчёта освещенности разных помещений. Давайте попробуем и мы, разобраться в этом вопросе.

Параметры, которые необходимо учитывать при расчёте освещения

Прежде всего следует определиться, что освещение в комнате состоит из как минимум двух видов – это естественное и искусственное освещение. Каждому из этих видов освещения присущи свои параметры, которые мы должны учитывать при расчете.

Естественное освещение

Начнем с естественного освещения. Так как повлиять на этот показатель мы можем только на этапе строительства, то данный расчет правильно было бы сделать еще на этапе проектирования дома. Если же дом уже построен, то мы можем лишь рассчитать его значение и определить достаточным ли оно является.

Боковое, верхнее и комбинированной естественное освещение
Боковое, верхнее и комбинированной естественное освещение

Естественное освещение может быть, как на видео верхним, боковым и комбинированным. Верхнее освещение, когда мы имеем полностью или частично прозрачную крышу. Боковое естественное освещение мы получаем из окон и комбинированное соответственно от окон и прозрачной крыши.

Итак:

  • Одним из основных параметров для естественного освещения является так называемое КЕО – коэффициент естественное освещенности. Это соотношение освещенности на улице и естественного освещения внутри помещения. Ведь для больших помещений уровень освещенности у противоположной от окна стены будет значительно ниже чем у самого окна.
Нормы КЕО естественного освещения
Нормы КЕО естественного освещения
  • Уровень естественного освещения зависит и от широты, в которой построен дом. Согласно СП 52.13330.2011 наша страна разделена на пять зон уровня естественного освещения и для каждой из этих зон существуют свои рекомендации по расположению окон относительно оси здания.
  • Расчет освещения в комнате должен учитывать и такой параметр как равномерность распределения естественного освещения. В некоторых случаях предъявляют отдельные требования по направлению падения естественного освещения.

Нельзя забывать и о дизайне самого помещения. Ведь габаритная мебель может значительно влиять на уровень естественного освещения. Кроме того, следует учитывать продолжительность светового дня в разные периоды года, а также исключение прямого слепящего воздействия света.

Нормативные размеры оконных проемов
Нормативные размеры оконных проемов

При учете всех этих параметров следует учитывать снижение светопропускной способности материалов, потери света в несущих конструкциях, отражение света, а также при их наличии солнцезащитные устройства. Все это делает расчет естественного освещения своими руками достаточно сложным и трудоемким процессом.

Искусственное освещение

Искусственное освещение должно иметься во всех жилых помещениях. Оно может дополнять естественное освещение, а может быть полностью независимым от него. Обычно если искусственное освещение дополняет естественное, то для таких помещений рассчитывают отдельно дневное и отдельно ночное освещение.

Для того чтоб выполнить расчет освещения комнаты нам необходимо учесть целый ряд параметров. Начать стоит с самого источника света. Согласно п.7.4. СП 52.13330.2011 для этого рекомендуется выбирать источники света с цветовой температурой 2400 K до 6800 K.

Обратите внимание! Согласно п.7.3 СП 52.13330.2011 источники света должны выбираться исходя из их световой отдачи и срока службы. При этом с 2011 года во всех случаях запрещено использовать лампы накаливания мощностью 100В и более.

Выбор источников света
Выбор источников света

Итак:

  • При расчете нам следует учитывать высоту расположения светильника, угол его наклона к освещаемой поверхности, уровень рассеивания светильника и расположение светильников друг относительно друга.
  • Важную роль для расчёта играет и интерьер самой комнаты. Ведь согласно п.7.2 СП 52.13330.2011 освещенность поверхности рассчитывается по формуле: Е р.п =Еп.с +Ео.с, где Еп.с – прямая освещенность, а Ео.с – отраженная освещённость. Именно поэтому для отделки стен жилых зданий рекомендуют использовать светлые тона. Особенно это касается первых этажей многоэтажных домов.
  • Кроме того, следует учитывать требования предъявляемые к равномерности освещения, его пульсации, цветопередаче, отраженную блеклость, коэффициент дискомфорта, а также учитывать коэффициент запаса для естественного освещения.
  • Из-за такого количества параметров, которые необходимо учесть инструкция по расчёту освещённости в комнате достаточно объемна и не как не может быть подробно преподнесена даже в десятке статей.

Методы расчёта освещенности комнаты

Согласно п.7.14 СП 52.13330.2011 расчёт освещения в комнате может быть выполнен точечным методом или методом светового потока. Второй метод еще называют методом коэффициента использования. Кроме того, существует так называемый упрощённый метод.

Расчет методом коэффициента использования

Точечный метод рекомендуют использовать, когда имеются затенения, для наклонных поверхностей, но только в случаях, когда нет особых требований по равномерности распределения освещения и учету отраженной составляющей. Во всех остальных случаях рекомендуется использовать метод коэффициента использования.

Метод коэффициента использования позволяет нам определить количество светильников и их мощность для каждого конкретного помещения.

Расчет выполняется по формуле: Nсв=Е*Кзип*z/Плл*Uсв

Теперь давайте разберемся с каждым из этих параметров:

  • Nсв – это количество светильников необходимое для освещения нашей комнаты.
  • Е – это требуемая освещенность в нашей комнате. Минимальные параметры мы принимаем по таблицам, приведенным ниже. Для жилых комнат она подбирается согласно строительных норм.
  • Кзи – это так называемый коэффициент запаса для искусственного освещения. Он нам необходим на случай перегорания одной из ламп, загрязнения светильников и снижения интенсивности свечения ламп в процессе эксплуатации. Обычно его принимают равным 1,5.
  • Ап – это площадь пола нашей комнаты. Определяется она как производная ширины на длину.

Обратите внимание! В некоторых случаях нормируемой поверхностью является не пол, а условная плоскость на высоте в 0,8 метров от него. В этом случае наш расчет комнаты освещения должен учитывать это и должна приниматься площадь этой условной плоскости. При наличии определенных архитектурных решений эти значения могут отличаться.

  • Z – коэффициент учитывающий неравномерность освещенности. Вообще его значение можно вычислить как отношение средней освещенности к минимальной. Но так как сделать это достаточно сложно, то его принимают равным 1,15 для ламп накаливания, ДРЛ и светодиодных ламп, а 1,1 для люминесцентных и ламп «экономок». Но чем меньше расстояние между светильниками и высота их установки, тем ниже данный коэффициент.
  • Пл – это количество ламп в светильнике. Если применяются светильники с разным количеством ламп, то для небольшого их количества допускается применение усредненного значения.
  • Фл – это световой поток выбранных ламп. Его можно посмотреть на упаковке лампы, либо выбрать по таблице ниже.
Выбор номинального светового потока ламп различной мощности
Выбор номинального светового потока ламп различной мощности
  • Uсв – это коэффициент использования светового потока светильника. Раньше в нашей стране этих светильников было не так много и производитель в обязательном порядке указывал данный параметр. Сейчас подобрать данный параметр достаточно сложно. Поэтому в большинстве случае учитывают КПД светильника. То есть для светильника с КПД в 72% данный параметр составит 0,72.

Точечный метод расчета

Для расчёта освещенности в любой точке между светильниками принято пользоваться точечным методом. Обычно таковыми являются равноудаленные от ближайших светильников точки, где освещенность будет минимальной.

Для большей наглядности данного метода расчета давайте рассмотрим его на примере поэтапно. Допустим мы имеем комнату как продемонстрирована на фото ниже.

Для освещения помещения у нас имеется четыре светильника расположенные по углам квадрата с расстоянием в 5 метров между ними. Нам необходимо определить горизонтальную, вертикальную и наклонную освещенность. Наклонная освещенность определяется под углом в 60⁰. Высота подвеса светильников 4,5 метра.

Расположение светильников и основные параметры расчета
Расположение светильников и основные параметры расчета
 

Расчет тангенса угла
Расчет тангенса угла
Прежде всего нам следует вычислить угол до расчётной точки. Сделать это проще всего через тангенс угла. Получается, что угол а=37⁰, а его cos3a=0,49
 

Дискретные значения освещенности для нашего типа светильника
Дискретные значения освещенности для нашего типа светильника
Имея угол а=37⁰, мы можем определить дискретные значения освещенности. Ведь в зависимости от светильника уровень освещенности для разных углов освещения может значительно меняться. В нашем случае он будет равен 214кд.
График расчета дискретных значений светильников
График расчета дискретных значений светильников

I a =214·19000/1000=4066 кд.

Но данные значения мы получаем только для светильника с условным значением в 1000лм. Поэтому данное значение нужно привести к конкретно нами используемому светильнику. В нашем случае мы используем ДРЛ на 400Вт с световым потоком в 19000лм.
Освещённость горизонтальной плоскости
Освещённость горизонтальной плоскости

I a cos3 a /(hp2 К з )=4066·0,49/(4,52-1,5) » 65,6 лк .

Теперь мы можем произвести расчет освещенности в горизонтальной плоскости. Кз- коэффициент запаса который мы приняли 1,5.
 

Расчет средней точки можно произвести и для более сложной схемы освещения
Расчет средней точки можно произвести и для более сложной схемы освещения

 

S Е p =4Ег=4·65,6=262,4 лк.

 

Теперь мы можем определить суммарную освещенность в средней точке. Она будет равна сумме всех четырех светильников в средней точке. Ведь светильники от данной точки равноудалены.
Освещенность вертикальной плоскости
Освещенность вертикальной плоскости

Е в =2Ег l o / h p =2·65,6·2,5/4,5 » 73 лк.

Для вычисления вертикальной освещенности мы должны сумму светового потока двух ближайших светильников умножить на соотношение расстояние и высоты установки светильников.
Расчет освещенности наклонной точки
Расчет освещенности наклонной точки

Е A =2Ег(cos q +l о sin q / h р )=2·65,6(cos60°+2,5sin60°/4,5) » 129 лк.

Теперь мы можем рассчитать значение освещенности в наклонной плоскости.

Упрощенный метод расчета освещения

Но оба эти метода достаточно сложны в расчетах и требуют использования множества величин, которые для некоторых светильников найти достаточно затруднительно. Но мы можем рассказать, как рассчитать освещение комнаты буквально на коленке.

  • Для этого мы воспользуемся формулой: Е=Енп1, которая позволит определить суммарную необходимую освещенность всего помещения.
  • Для этого нам потребуется знать нормируемую освещенность помещения – Ен. Ее мы определяем исходя из строительных норм и норм проектирования.

Обратите внимание! В строительных нормах приведены лишь минимальные значения освещенности. Для получения же хорошего освещения советуем эти нормы увеличить на 1,5 или 2. Тут уже свою роль сыграет цена, которая на освещение комнаты увеличится пропорционально.

Нормы освещенности различных комнат
Нормы освещенности различных комнат
  • Для расчёта нам обязательно потребуется знать площадь помещения – Ап, которая вычисляется как соотношение длины и ширины комнаты.
Как вычислить площадь помещения
Как вычислить площадь помещения
  • И последним параметром является К1 – который является коэффициентом высоты потолков. Если светильник установлен на высоте до 2,7 метров, то он равен 1. Если на высоте до 3 метров, то 1,2, на высоте до 3,5 метров, то его принимаем 1,5. Если же светильник установлен на большей высоте, то принимаем его равным 2.
Высота установки светильников
Высота установки светильников
  • Произведя не хитрый расчет, мы получим суммарный необходимый световой поток, для освещения комнаты. Теперь осталось определиться с необходимым количеством ламп. Для этого по приведенной ниже таблице выбираем лампы, которые собираемся использовать.
Световой поток ламп различной мощности
Световой поток ламп различной мощности
  • Осталось суммарный световой поток необходимый для освещения комнаты разделить на световой поток одной лампы. Если получается не целое число, то принимаем ближайшее большее значение и получаем необходимое количество ламп для данной комнаты.

Вывод

Если вы хотите, чтоб ваше красивое освещение комнаты было еще и функциональным, то обязательно следует производить расчёт хотя бы по упрощенному методу. Ведь обычные комнаты в квартирах не так велики по площади и дабы избежать перепада наиболее и наименее освещенных участков достаточно руководствоваться обычной логикой.

Да и многими другими величинами, применяемыми при полном расчете, можно пренебречь. Главное не переборщить и не сделать комнату слишком яркой.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Яндекс.Метрика