Что такое люмен и люкс
Любой источник света можно охарактеризовать силой излучаемого света. В международной метрической системе она измеряется в канделах (кд). Производной от канделы является величина, характеризующая непосредственно световой поток, — люмен, сокращенно — лм.
Световая отдача в конкретных цифрах описывает эффективность преобразования электрической энергии в световую и характеризует экономичность лампы. Чтобы получить только люмены, необходимо значение в лм/Вт умножить на значение мощности изделия в ваттах. Например, светоотдача 100-ваттной лампы накаливания составляет 15 лм/Вт. Значит теоретически она испускает свет в 1500 лм. В реальности всегда происходят потери в светосиле. В первую очередь, это обусловлено материалом самой лампы.
Рассмотрение движения световых волн в пространстве неизбежно приводит к возникновению понятия освещенности, потому что свет не светит сам в себя, он всегда направлен наружу от источника и делает другие предметы видимыми для человеческого глаза. Очевидно, что при этом он падает на поверхность определенной площади, отчего она становится освещенной.
Люкс — это единица измерения освещённости. Если световой поток в 1 люмен перпендикулярно и равномерно падает на участок поверхности единичной площади (1 м²), ее освещенность составит 1 люкс.
Абсолютное значение освещенности в люксах будет всегда кратно меньше значения светового потока в люменах для каждого конкретного источника света, так как связь между этими величинами обратно пропорциональна. Чем больше освещаемая площадь, тем характеристики освещенности хуже. Так, например, лампа накаливания в 1500 лм, помещенная в непрозрачный куб с площадью грани в 1 м², строго в его центре, то есть равноудаленно от всех его сторон, будет освещать всего 6 м² (4 боковые стороны по 1 м², 1 нижняя + 1 верхняя). Значит освещенность внутри такого куба составит:
1500 лм /6 м² = 250 лк.
Теперь пусть та же самая лампочка в люстре освещает квадратную — для удобства подсчета — комнату с длиной стены в 4 м. Это будет тот же куб с площадью каждой грани в 16 м², а общая площадь составит 96 м². При этом для чистоты подсчета лампочку следует подвесить в центре комнаты на отметке в 2 м от пола и потолка. Тогда освещенность в каждой точке комнаты составила бы:
1500 лм/96 м² = 15,625 лк.
На практике так никто не делает, максимальная длина подвеса люстры составляет всего 0,5 м. Ориентируясь на визуальные ощущения, человек почувствует, что непосредственно под лампочкой света больше, чем в углах комнаты, а лучше всего освещена небольшая площадь на потолке в месте крепления светильника при условии, что его конструкция открыта сверху.
В быту, кроме светосилы, на освещенность поверхности влияют следующие факторы:
- расстояние до источника света;
- расположение источника света;
- его форма;
- угол падения света (поворот и наклон цоколей);
- кривизна самой поверхности;
- изменение пространственных характеристик;
- отражающие свойства поверхности (например, черную бархатную поверхность и зеркала следует освещать по-разному).
Поэтому на практике теоретические подсчеты бесполезны, и для измерения освещенности пользуются люксметром.
Типы освещения
Естественное освещение | По своим свойствам освещение в помещение разделяется на три основных вида — это естественное, совмещенное и искусственное. Естественным называется свет, получаемый от солнца. Данный источник света является полностью бесплатным, поэтому его максимально рациональное использование в период светового дня является важнейшей задачей. |
Совмещенное освещение | Совмещенное – это тип освещения помещений, при котором часть света получают от естественных источников, а часть от искусственных. Его используют в строениях, в которых нельзя добиться должных показателей естественного освещения в связи с архитектурными, географическими или технико-экономическими показателями. |
Искусственное освещение | И последним типом освещения является искусственное. Оно применяется в двух случаях. Когда в здании совершенно нет естественного освещения, а также в тех случаях, когда использовать естественное освещение невозможно – то есть ночью. |
Вариант включения всего или части освещения | В обычных случаях, в зданиях в дневное время применяется естественное или искусственное освещение. И только в отдельных случаях и при соответствующем технико-экономическом обосновании имеет смысл применять совмещенное освещение. Обычно для этих целей выделяют часть искусственного освещения, которая имеет отдельный выключатель и остается включенным даже в дневное время. |
Расчет освещенности
Уровень освещенности можно определять по-разному. Даже если будут допущены ошибки, можно поставить лампы больше мощности или добавить местное освещение. Но лучше изначально сделать все правильно, чтобы создать оптимальные условия. Искусственный свет подбирается без учета дневного, так как он в основном включается в темное время суток. При расчете стоит придерживаться таких рекомендаций:
- По таблице рекомендуемой освещенности подбирается оптимальная мощность для той или иной комнаты. Если в отделке преобладают темные оттенки, норму увеличивают на 30-40%. Небольшой запас не создаст особых проблем.
- Показатель освещенности на квадратный метр в люксах умножается на площадь помещения. Полученный результат подскажет, какой должна быть суммарная мощность светильников для обеспечения нормальных условий.
- Также обязательно учитывается высота потолка, а зависимости от нее подбирают поправочный коэффициент. Для высота до 270 см – 1,0; от 270 до 300 – 1,2; 300-350 – 1,5 и 350-400 см – 2,0. Надо умножить полученный результат на подходящий показатель. Расположение светильников подбирается исходя из формы комнаты, если для квадратной хватит люстры посередине, то для вытянутой лучше использовать 2-3 источника света.
При высоте расположения до 2,7 метров поправочные коэффициенты не нужны.
Если подбирается освещение для рабочего места, свет должен концентрироваться на поверхности стола. Лучше всего использовать регулируемые светильники.
Слишком светло – тоже плохо
Говоря о свете, мы обычно имеем в виду его недостаток. Но оказывается, слишком много света – тоже плохо. Это регулируют особые параметры – наибольшая допустимая яркость рабочих поверхностей и коэффициент блесткости. Кроме того, для искусственного освещения нормируется еще целый ряд показателей:
- Коэффициент пульсации освещенности
- Объединенный показатель дискомфорта
- Индекс цветопередачи источников света
- Диапазон цветовой температуры источников света
- и другие
Для учебных классов и помещений кружков рекомендуется применять:
- Светодиодные лампы
- Люминисцентные лампы
- Металлогалогенные лампы
- Лампы естественного света с улучшенной цветопередачей
А для кабинетов рисования – светодиодные лампы или лампы тепло-белого света с высококачественной цветопередачей.
Освещённость — световая величина, равная отношению светового потока, падающего на малый участок поверхности, к его площади. Единицей измерения освещённости в Международной системе единиц (СИ) служит люкс (1 люкс = 1 люмену на квадратный метр). Для примера, обычная освещённость летом в средних широтах в полдень составляет около 17 000 лк, в светлой комнате днем вблизи окна – 1000 лк.
| № | Освещаемые объекты | Средняя освещенность Еср, лк не менее |
| 1 | Классные комнаты, аудитории, учебные кабинеты, лаборатории общеобразовательных школ, школ-интернатов, средне специальных и профессионально-технических учреждений. (на доске). | 500 |
| 2 | Кабинеты технического черчения и рисования. (на столах, Г-0.8). | 500 |
| 3 | Классные комнаты, аудитории, учебные кабинеты, лаборатории общеобразовательных школ, школ-интернатов, средне специальных и профессионально-технических учреждений. (на столах, Г-0.8). | 400 |
| 4 | Аудитории, учебные кабинеты, лаборатории техникумов и высших учебных заведений. (на столах, Г-0.8). | 400 |
| 5 | Кабинеты информатики и вычислительной техники. (на столах, Г-0.8). | 400 |
| 6 | Лаборатории при учебных кабинетах. (на столах, Г-0.8). | 400 |
| 7 | Кабинеты обслуживающих видов труда. (на столах, Г-0.8). | 400 |
| 8 | Мастерские по обработке металлов и древесины. (на столах, Г-0.8). | 300 |
| 9 | Эстрады актовых залов. (на полу, Г-0.0). | 300 |
| 10 | Кабинеты и комнаты преподавателей. (на столах, Г-0.8). | 300 |
| 11 | Спортивные залы. (на полу, Г-0.0). | 200 |
| 12 | Актовые залы, киноаудитории. (на полу, Г-0.0). | 200 |
| 13 | Рекреации. (на полу, Г-0.0). | 150 |
| 14 | Крытые бассейны. (на поверхности воды). | 150 |
| 15 | Спортивные залы. (на уровне 2.0 м от пола). | 75 |
Нормы освещения детских дошкольных учреждений (детских садов)
| № | Освещаемые объекты | Средняя освещенность Еср, лк не менее |
| 1 | Комнаты музыкальных и гимнастических занятий, столовые (на полу) | 400 |
| 2 | Групповые, игральные (на полу) | 400 |
| 3 | Раздевальные (на полу) | 300 |
| 4 | Медицинский кабинет (на уровне стола) | 300 |
| 5 | Изоляторы, комнаты для заболевших детей (на полу) | 200 |
| 6 | Приемные (на полу) | 200 |
| 7 | Спальные (на полу) | 100 |
Нормы освещения жилых домов
Казалось бы, в своем доме что хочу, то и делаю, однако нормы существуют и для наших с вами квартир.
| № | Освещаемые объекты | Средняя освещенность Еср, лк не менее |
| 1 | Детские (на полу, Г-0.0). | 200 |
| 2 | Жилые комнаты, кухни (на полу, Г-0.0) | 150 |
| 3 | Общедомовые помещения: помещения консьержа (на полу, Г-0.0). | 150 |
| 4 | Коридоры, ванные, уборные (на полу, Г-0.0). | 50 |
| 5 | Общедомовые помещения: вестибюли (на полу, Г-0.0). | 30 |
| 6 | Общедомовые помещения: поэтажные коридоры и лифтовые холлы, лестницы и лестничные площадки (на полу, Г-0.0). | 20 |
Фото – фотобанк Лори
Расчет параметров осветительной системы помещения
Проводится расчет 3 способами:
- точечным. В данном случае освещенность подсчитывается для каждого источника света в каждой точке поверхности. Является самым достоверным способом;
- с помощью коэффициента использования потока света. При подсчете учитываются размеры помещения (длина, ширина, высота) и степень отражения поверхностей;
- через удельную мощность. Способ является приблизительным. С его помощью лишь предварительно устанавливают мощность необходимого осветительного устройства.
Специалист-электрик по проектированию освещения выбирает систему освещения, светильники, оценивает коэффициенты неравномерности освещения, отражения поверхностей и запаса освещенности на основе нормированных показателей рабочего места. После этого ведет расчеты. Он определяет количество светильников, рассчитав коэффициент использования светового потока и индекс помещения. Затем выполняет чертеж расположения светильников.
Примеры и виды уличного освещения улиц, парков
Светильники устанавливаются на высоких опорах или подвешиваются на тросах вдоль главных городских улиц, магистралей, автодорог, мостов, оживленных пешеходных зон.
В таких светильниках используют белый «холодный» свет, который улучшает видимость объектов и не дает расслабиться вниманию водителя или пешехода.
Декоративное. Его задача подчеркнуть с помощью света дизайн здания, ландшафта, парковой зоны.
В качестве осветительных приборов устанавливаются невысокие или точечные фонари, гирлянды, светодиодные ленты, прожекторы.
В отличие от утилитарного, здесь выбираются более мягкие «теплые» тона, которые подсознательно привлекают внимание пешехода, настраивая его на расслабление
Освещение садовой лестницы
Освещение садовой дорожки
Освещение парковой зоны
Освещение парковой зоны
Декоративное освещение деревьев
Декоративное освещение водоема
Как сделать расчет необходимого уровня освещенности.
Для приблизительного расчета необходимой мощности светильников рекомендую воспользоваться формулой: P=pS/N, где p – удельная мощность освещения Ватт на метр квадратный. Эта величина будет различной для каждого типа ламп и помещений, ее можно узнать из таблицы ниже приведенной.
Величина S – это площадь в квадратных метрах для рассчитываемого помещения, а N— это количество светильников. В туалете или коридоре света нужно меньше, чем, скажем в гостиной. К тому же, лампы в зависимости от принципа работы так-же дают разное количество света (например, галогенная и люминесцентная лампы).
При расчетах обязательно учитывайте удаление источника света от освещаемой им поверхности. Знайте, что её освещённость обратно пропорционально уменьшается квадрату расстояния.
Согласно многочисленным исследованиям и нормам, действующим в Республике Беларусь, общая освещенность комнаты должна находится в пределах около 200 Люкс, а освещенность зоны рабочей поверхности стола – около 500 люкс.
Итак, теперь зная все параметры перейдем непосредственно к расчетам на примере. Для спальной комнаты площадью 10 квадратных метров- 10 умножаем на коэффициент для этого помещения 10-20 и получаем 100-200 Ватт (мощность лампы накаливания). Но не забывайте, что эта величина мощности будет относится к одному установленному по центру потолка светильнику.
Это все же упрощенный средний расчет не учитывающий множество факторов таких как, цвет и тон стен, пола, потолка, которые существенно влияют на восприятие человеком количества света в комнате. Так для помещений со светлыми покрытиями мебели, стен потолков и т. д. величина в 200 Люкс при расчетах может более, чем в 2 раза снижена.
Определить необходимый уровень освещенности в зависимости от площади помещения вам поможет таблица внизу.
Примечание: в таблице указаны оптимальные значения для определения требуемого уровня мощности освещения при установке ламп накаливания в качестве основного источника света в центре помещения. При установке люминесцентных ламп соответственно мощность ламп должна быть уменьшена в 5-7 раз, а светодиодных- в 10 раз. Более точно Вы сможете определить по упаковке для ламп, на которой, как правило, производитель указывает сколько ламп накаливания заменяет одна энергосберегающая.
Я надеюсь, что Вы получили приблизительные представления как делать самостоятельно требуемые параметры расчетов для своей квартиры или дома. Учитывайте, что яркий свет нужен для работы и чтения, а для отдыха нужен более мягкий и не раздражающий свет.
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.
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!
Определение исходных параметров
Для вычисления нужного значения следует последовательно определить исходные характеристики комнаты. Они позволят узнать, что нужно учитывать при расчете освещения.
Площадь помещения вычисляется стандартным образом умножением длины на ширину комнаты.
Коэффициент запаса учитывает уровень запыленности комнаты и падение светового потока в процессе использования ламп. Для нормальной ситуации этот параметр по лампам накаливания берется равным 1,1, а для светодиодов – единица.
Коэффициент неравномерности желательно задать для тех помещений, где необходимо освещение свыше минимального уровня
Например, это важно для кабинета или детской, где жильцы будут часто читать или делать уроки. Для ламп накаливания и ДРЛ данный параметр равен 1,15, а для led-ламп – 1,1.
Светильников в помещении может быть несколько, которые будут использоваться для одновременного включения. Но часто центральный свет обеспечивается одной люстрой. В таком случае параметр берется равным единице.
Более сложные вычисления потребуются для определения уровня использования светопотока. Сначала надо вычислить индекс помещения как отношение площади к сумме длины и ширины комнаты, умноженной на высоту от пола до подвеса. Например, в нашей спальне 16 кв. м до люстры высота составляет 2,3 м. Тогда индекс будет равен 16/((4+4)х2,3)=0,87.
Если поверхности темные, то принимают 10%, а для черных устанавливается 0%. Когда в спальне потолок белый, стены покрыты светлыми бежевыми обоями, а линолеум на полу серый, то коэффициенты отражения будут равны 70%, 50% и 30% соответственно.
В зависимости от конструктивного исполнения светильника нужно подобрать нужный коэффициент отражения. По приведенным в нормативных источниках таблицам можно узнать, что для люстры с равномерным распределением света коэффициент использования светопотока будет приближенно равен 0,51.
Если в рожковой люстре 5 лампочек, то искомый расчет искусственного освещения для помещений составит (150х16х1х1,1)/(1х0,51х5)=1035 Лм. Следовательно, в люстру потребуется вкрутить лампочку с данным показателем светового потока. Поэтому можно выбрать 5 led-лампочек с единичной мощностью 9-13 Вт. Чтобы исключить чрезмерно яркое освещение можно ограничиться для спальни минимальной мощностью 9 Вт.
Нормы и рассчитанные по ним показатели помогут вам создать оптимальные условия в помещении. Конечно, вы можете увеличить освещенность или наоборот создать приглушенный свет по своему усмотрению. Но рассмотренные подходы предоставят вам обоснованную точку отсчета.
Правила замера
Произвести измерения можно при помощи специального прибора. Он называется люксметр. Работает по принципу фотометра. На рынке есть аналоговые и цифровые приборы. Его обязательно нужно держать горизонтально. Правила измерения для каждого типа пространства прописаны в ГОСТе.
Люксметр помогает с замерами
На точность показаний прибора влияет несколько факторов:
- Присутствие дополнительных световых источников.
- Нарушение неподвижности прибора во время проведения измерения.
- Наличие помех при измерениях (например, движение людей, отражающих материалов животных в непосредственной близости от прибора).
Нормы уличного освещения Световой поток попадает на фотоэлемент. Электрический ток начинает проходить через него. Величина силы электрического тока находится в прямой пропорциональности с освещенностью фотоэлемента. Эта величина отражена на шкале или показана в виде цифрового значения на дисплее.
Государственными стандартами установлены методы проведения расчетов освещенности, а также схемы расположения тех точек, в которых измерения проводятся.
Нормы освещенности жилых помещений светодиодными лампами
Измерения искусственного и естественного освещения должны проводиться отдельно друг от друга
Важно обеспечить отсутствие тени на приборе. Также поблизости нельзя допускать присутствие источника электромагнитного излучения
На основе результатов, полученных во время замеров, производятся расчеты показателей освещенности. Для этого существуют специальные формулы. Заключительным этапом является проведение общей оценки. Суть этого этапа заключается в сравнении фактического показателя с нормативным. На основе такого сравнения делается вывод о достаточности освещения на исследуемом объекте.
Вам это будет интересно Понятие электрического тока
К сведению. В случае отсутствия люксметра для настоящей цели можно использовать обычный фотоаппарат.
Расчет освещенности помещения светодиодными лампами
А если наоборот количество Ватт будет слишком большим для освещаемого помещения то, отражаемый от поверхностей свет будет казаться слишком ярким от чего может возникать резь в глазах и их быстрое уставание.
Дизайнеры рекомендуют ориентироваться на среднюю норму согласно которой одному квадратному метру помещения должно соответствовать 20W мощности осветительного прибора. Однако сразу стоит оговориться, что эта цифра меняется в зависимости от назначения помещения (кухня, столовая, спальная, коридор, нежилое помещение), от использованных цветов и материалов в оформлении интерьера помещения, а также от высоты потолков в помещении.
| Уровень освещенности | Тип лампы | Вт/м2 |
|---|---|---|
| Приглушенный свет | Лампа накаливания | 10 |
| Галогенная лампа | 7 | |
| Энергосберегающая | 2 | |
| Средний свет | Лампа накаливания | 15 |
| Галогенная лампа | 10 | |
| Энергосберегающая | 3 | |
| Яркий свет | Лампа накаливания | 20 |
| Галогенная лампа | 13 | |
| Энергосберегающая | 4 |
Чтобы вычислить количество Ватт, необходимых для создания комфортного освещения в помещении, нужно умножить площадь помещения на количество Ватт из строчки таблицы, соответствующей типу освещения и используемым лампам.
Если в результате проведения вычислений у Вас получится число, исходя из которого невозможно вычислить без остатка количество ламп, например, 217 Ватт, то специалисты рекомендуют округлять получаемую мощность в большую сторону.
Таким образом, если плафоны у светильника рассчитаны на 60 Ватт, то 217/60 = 3,61.
Это значит, что Вы можете смело покупать светильник с четырьмя плафонами по 60 Ватт каждый и этой мощности хватит для освещения Вашего помещения.
Стоит иметь в виду, что приведенная таблица подходит для вычисления необходимой мощности светильника в помещениях с высотой потолков до 3 метров и в светлых интерьерах, то есть выполненных без преобладания темных оттенков.
В случае если высота потолокв в помещении превышает 3 метра, необходимо получившееся общее количество Ватт умножить на 1,5.
В случае если в помещении преобладают темные оттенки и матовые поверхности, расчет становится ненадежным и в этом случае лучше либо брать светильник сразу с большим запасом мощности, либо эксперементировать с несколькими светильниками различных мощностей.
При выборе светильника также обратите внимание на абажюр. Если Вы выбираете светильник с очень плотными и темными абажюрами, насыщенный свет из которого распростаняется только в одну сторону, то приведенная выше таблица будет неактуальна для такой модели светильника
Очень важно при покупке светильника знать лампу в сколько ватт можно ввернуть в плафон
Дело в том, что все плафоны имеют ограничение по мощности
Очень важно при покупке светильника знать лампу в сколько ватт можно ввернуть в плафон. Дело в том, что все плафоны имеют ограничение по мощности. И если вы покупаете люстру с четырьмы плафонами каждоый по 40 Ватт, то максимум мощности на который Вы можете рассчитывать с такой люстрой – это 4 плафона х 40 Ватт = 160 Ватт
И если вы покупаете люстру с четырьмы плафонами каждоый по 40 Ватт, то максимум мощности на который Вы можете рассчитывать с такой люстрой – это 4 плафона х 40 Ватт = 160 Ватт.
