Расчёт светодиодного освещения по площади помещения, методы и формулы

Нормы для разных помещений

Одним из элементов комфортного нахождения на работе или дома является освещение. Учеными было установлено, что свет способен улучшить настроение и снять психологическую нагрузку либо позволить сосредоточиться на выполнении работы. Освещенность поверхности измеряется в люксах (Лк). Также для проведения расчетов необходимо знать еще об одной единице — люмен (Лм), используемой для определения светового потока.

Освещение жилых зданий

Освещение в квартире не менее важно в сравнении с интерьером. Если подойти к этому вопросу серьезно, то все свободное пространство можно разделить на определенные области в соответствии с габаритами и выполняемыми функциями

Таким образом, эта классификация выглядит следующим образом:

• Прихожая — расположение этой области предполагает отсутствие естественного освещения и без искусственного в такой ситуации не обойтись. В ней рекомендуется устанавливать осветительные устройства направленного света, имеющие широкий угол рассеивания.
• Гостиная — выполняет наибольшее количество функций и предполагает сочетание общего и точечного освещения.
• Кухня — имеет дополнительные рабочие зоны, которые нуждаются в точечных светильниках, гармонично дополняющих общее освещение.
• Спальня — используется для отдыха и требует использования теплых тонов света. Именно здесь целесообразным окажется размещение выключателей с регулятором интенсивности света.
• Санузел — в дополнение к общему освещению можно использовать локальное.

Производственные помещения

Во многих офисах по различным причинам нормы освещения не соблюдаются. Чаще всего в них используются люминесцентные светильники квадратной формы, которые встроены в потолок. Если же придерживаться нормы освещенности производственных помещений, производительность труда может значительно увеличиться. Для определения необходимого уровня используется два стандарта:

• Международный — равен 500 Лк.
• Российский — составляет от 300 до 400 Лк.

Следует помнить, что нормы освещенности рабочих мест и производственных помещений предполагают разделение на общее и локальное. Первый тип представляет собой свет, рассеивающийся по всей площади офиса. Локальное освещение создается с помощью местных источников света. При грамотном проектировании освещения все источники света должны располагаться параллельно окнам.

Детские площадки

Современные площадки для детей имеют достаточно много отличий от спортивных, но в плане функциональности достаточно близки. Для нормального развития ребенка требуются спортивные снаряды и организация грамотного освещения

Среди основных факторов следует пристальное внимание обратить на следующие:

• Создание комфорта и максимальной безопасности.
• Предупреждение травматизма во время занятий.
• Возможность пребывания на площадке в вечернее время.

Рекомендуемый уровень освещенности площадок для детей составляет от 70 до 100 Лк. Также необходимо помнить о таком показателе, как цветопередача. При достижении определенного уровня ребенку будет проще различать движущиеся и мелкие предметы. Безусловно, не стоит забывать и об эстетической стороне вопроса.

Освещение детских площадок

В соответствии с требованием СНиПа и СанПиНа, детские учреждения, сады, открытие и закрытие площадки также должны иметь соответствующий уровень освещенности. Существуют следующие нормы:

1. Физплощадки для игр – 10 лк.
2. Аллеи, дорожки для велосипедной езды – 4 лк.
3. Прогулочные тропинки – 1 лк.
4. Игровые комнаты – 400 лк.
5. Спальные помещения – 150 лк.
6. Медкабинет – 200 лк.

В дошкольных учреждениях чтобы соблюсти нормы по освещенности различных помещений и площадок, лучше использовать комбинированные источники света.

С их помощью можно легко задать необходимую яркость и равномерность освещения, несмотря на пасмурный день, выросшую у окна растительность, сезонного колебания светового дня, особенностей здания.

Нормы освещенности

Главный документ, который устанавливает стандарты освещенности – это СНиП (строительные нормы и правила). Согласно нормативному акту, в жилых помещениях должно быть такое количество Люксов:

• проходы этажей, подвалов, лестничная площадка – 20;
• санузел – 50;
• зал для занятий спортом – 150;
• бассейн, комната для переодевания – 100;
• коридор – 50;
• рабочий кабинет, комната для бильярда – 300;
• детская – 200;
• кухня – 150;
• спальня, гостиная – 150.

Нормативы освещенности для офисных помещений зависят от их назначения и размеров:

• обычный офис с компьютерами – от 200 до 300 Лк;
• большой офис – 400;
• кабинеты, где проводят чертежные работы – 500;
• конференц-зал – 200;
• холл – от 50 до 75;
• подразделение для хранения старых документов – 75.

Оптимальная яркость света для производственных помещений зависит от точности проводимых работ:

• контроль производственного процесса – от 20 до 200 Лк;
• грубая работа – 200;
• работа низкой точности – от 200 до 400;
• средней – от 200 до 750;
• высокой – от 200 до 2000;
• очень высокой – от 300 до 4000;
• наивысшей – от 400 до 5000.

Жильцы квартир или домов могут брать за ориентир предложенные нормативы, изменяя уровень яркости света на свое усмотрение. Эти нормы нужно строго соблюдать только при организации освещения на производстве или в офисах.

Влияние света на человека

Самым благоприятным для человека является естественный желтый солнечный свет, но при его недостатке или полном отсутствии используют искусственное освещение

При расчете которого необходимо брать во внимание назначение помещение: для чтения книг, а также для рабочей зоны на кухне рекомендуют больше света, а в местах отдыха практикуют спокойное теплое освещение

При работе в условиях низкой освещенности вследствие дискомфорта может возникнуть головная боль, усталость, появиться раздраженность и плохое настроение. В то же время, избыточное освещении в комнате отдыха не позволит быстро восполнить силы.

Пример расчетов

Давайте теперь попробуем самостоятельно рассчитать оптимальное количество света в своем жилом помещении:

• Допустим, у нас имеется спальная комната, размер которой составляет 16 квадратных метров, а в качестве светильника используется потолочная люстра. Смотрим во вторую таблицу — рекомендуемое количество света составляет 150 люкс. Вспоминаем, что 150 люкс — это количество света в расчете на 1 квадратный метр. Поэтому необходимо умножить 150 люкс на 16 квадратных метров. Получим 2400 люкс — это и будет рекомендуемое количество света для гостевой комнаты. Допустим, для освещения мы хотим купить обычные лампы накапливания — в таком случае нам придется купить 2 лампы по 100 Вт (1.200 * 2 = 2.400 люкс) либо 3 лампы по 75 Вт (900 * 3 = 2.700 люкс).
• Другой пример. Допустим, мы хотим сделать ремонт в детской комнате и заменить люстру на множество небольших светодиодных ламп, которые мы хотим разместить по периметру комнаты; размер комнаты — 20 квадратных метров. Сколько лампочек нам понадобится? Смотрим во вторую таблицу — рекомендуемое количество света составляет 200 люкс. Умножаем 200 на 20, получим 4000 люкс — это и будем рекомендуемое количество света для детской комнаты. Теперь давайте определимся со светодиодными лампами: если вы будете покупать лампы мощностью 8-10 Вт, вам придется устанавливать 6 ламп (поскольку 6 * 700 = 4200 Люкс), если вы будете покупать лампы мощностью 10-12 Вт — вам придется устанавливать 5 ламп (поскольку 5 * 900 = 4500 Люкс) и так далее.

Технико-экономическая эффективность

Светодиодные OFLED SL 66 608А и люминесцентные ЛВО 4х18-CSVT

Самыми популярными лампами для создания офисного освещения являются люминесцентные и светодиодные. Сравним их технико-экономическую эффективность.

Для сравнения оставим потолочные светодиодные OFLED SL 66 608А и возьмем аналогичные растровые люминесцентные светильники ЛВО 4х18-CSVT (для «Армстронга»).

	ЛВО 4х18-CSVT (4 лампы) (лл)	OFLED SL 66 608А (led)
Цена, руб	1500 (с лампами)	3000
Цена одной лампы TL-D, руб	55	—
Световой поток, лм	4800	4889
Мощность,(P), Вт	72	48,8
Срок службы, час	15000	70000

Люминесцентных ЛВО 4х18-CSVT для освещения нашего офиса площадью 200 м2 понадобится:

Примем, что за год электричество горит 3200 часов. Цена одного кВт электричества – 5 руб/кВт. Тогда:

	Люминесцентные ЛВО 4х18-CSVT	Светодиодные OFLED SL66 608А
Суммарная потребляемая мощность, (n×P/1000), кВт	3,02	2
Суммарное годовое потребление электроэнергии, кВт*ч	9664	6400
Годовые затраты на электроэнергию, тыс.руб.	48,320	32
Затраты на покупку светильников, руб.	63	123
Затраты на обслуживание, тыс. руб.	16,28 тыс. руб. каждые 15000 часов (замена ламп примерно каждые 4,5 года; за 20 лет это 65,12 тыс. руб.)	123 тыс. руб. каждые 70000 часов (замена светильников целиком примерно каждые 20 лет)
Суммарные затраты за год, тыс.руб.	111,32	155
Суммарные затраты за 5 лет, тыс.руб.	367,6	283

Таким образом, капитальные затраты на монтаж и обслуживание выше у светодиодных панелей. (Можно взять led модели со сменными лампами, тогда обслуживание будет дешевле). Однако, это компенсируется разницей в затратах на электричество ежегодно. С учетом затрат на обслуживание led окупится за 2-3 года.

В таблице не учитаны затраты на утилизацию 168 люминесцентных ламп при их замене каждые 4,5 года. Также не учитывается падение яркости led с течением времени, из-за чего заменять панели придется чаще, чем каждые 20 лет.

Тепловая мощность 1 секции

Как правило, производители указывают в технических характеристиках обогревателей средние показатели теплоотдачи. Так для обогревателей из алюминия он составляет 1.9-2.0 м2. Чтобы высчитать, какое количество секций потребуется, нужно площадь помещения разделить на этот коэффициент.

Например, для той же комнаты площадью 16 м2 потребуется 8 секций, так как 16/ 2 = 8.

Эти расчеты приблизительные и использовать их без учета теплопотерь и реальных условий размещения батареи нельзя, так как можно получить после монтажа конструкции холодную комнату.

Чтобы получить самые точные показатели, придется рассчитать количество тепла, которое необходимо для обогрева конкретной жилой площади. Для этого придется учитывать многие корректирующие коэффициенты. Особенно важен такой подход, когда требуется расчет алюминиевых радиаторов отопления для частного дома.

Формула, необходимая для этого выглядит следующим образом:

КТ = 100Вт/м2 х S х К1 х К2 х К3 х К4 х К5 х К6 х К7

1. КТ – это то количество тепла, которое требуется данному помещению.
2. S – площадь.
3. К1 – обозначение коэффициента для остекленного окна. Для стандартного двойного остекления он равен 1.27, для двойного стеклопакета – 1.0, а для тройного – 0.85.
4. К2 – это коэффициент уровня утепления стены. Для неутепленной панели он = 1.27, для кирпичной стены с кладкой в один слой = 1.0, а в два кирпича = 0.85.
5. К3 – это соотношение площади, занимаемой окном и полом.Когда между ними:
   • 50% — коэффициент составляет 1.2;
6. 40% — 1.1;
7. 30% — 1.0;
8. 20% — 0.9;
9. 10% — 0.8.
10. К4 – это коэффициент, учитывающий температуру воздуха по СНиП в самые холодные дни года:
    • +35 = 1.5;
11. +25 = 1.2;
12. +20 = 1.1;
13. +15 = 0.9;
14. +10 = 0.7.
15. К5 указывает на корректировку при наличии наружных стен.Например:
    • когда она одна, показатель равен 1.1;
16. две наружные стены – 1.2;
17. 3 стены – 1.3;
18. все четыре стены – 1.4.
19. К6 учитывает наличие помещения над комнатой, для которой производятся расчеты.При наличии:
    • неотапливаемого чердака – коэффициент 1.0;
20. чердак с обогревом – 0.9;
21. жилая комната – 0.8.
22. К7 – это коэффициент, который указывает на высоту потолка в комнате:
    • 2.5 м = 1.0;
23. 3.0 м = 1.05;
24. 3.5 м = 1.1;
25. 4.0 м = 1.15;
26. 4.5 м = 1.2.

Если применить эту формулу, то можно предусмотреть и учесть практически все нюансы, которые могут повлиять на обогрев жилой площади. Сделав расчет по ней, можно быть точно уверенным, что полученный результат указывает на оптимальное количество секций алюминиевого радиатора для конкретного помещения.

Какой бы принцип расчетов ни был предпринят, важно сделать его в целом, так как правильно подобранные батареи позволяют не только наслаждаться теплом, но и значительно экономят на энергозатратах. Последнее особенно важно в условиях постоянно растущих тарифов

СП, СНиП, СанПиН, СН

При проектировании строительных объектов, инженерных сетей, составлении электропроектов или проектов освещения проектировщик прибегает к использованию ряда нормативов. Среди них находятся:

• СП – свод правил;
• СНиП – строительные нормы и правила;
• СанПиН – санитарно-эпидемиологические нормы и правила;
• СН – строительные нормы.

Чем эти документы будут полезны электрику? Пожалуй, на первое место можно поставить СП 23-102-2003 «Естественное и искусственное освещение», ранее он назывался СНиП 23-05-95. Этот документ необходим каждому, кто работает с освещением и его монтажом или разрабатывает проекты светодизайна.

Если пренебрегать описанными нормами, освещение в комнате будет слепить или, наоборот, будет мерцающим и слишком тусклым для нормальной работы. Чтобы подобрать подходящий свет, нужно проводить различные расчёты (сделать ссылку на статью). Для изучения вопросов наружного освещения вы можете скачать СН 541-82 «Инструкция по проектированию наружного освещения городов, поселков и населенных пунктов». Из этих документов вы узнаете о нормах освещенности, пульсаций и других аспектах.

СП и СН	Название нормативного документа	Скачать
СП 31-110-2003	Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий
СП 256.1325800.2016	Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа. Вводится в действие с 2 марта 2017 г.
СП 6.13130.2013	Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности
СП 52.13330.2016	Естественное и искусственное освещение
СН 541-82	Инструкция по проектированию наружного освещения городов, поселков и сельских населенных пунктов

В других представленных СП и СНиП вы узнаете о проектировании и монтаже различных электроустановок  и нормах противопожарной защиты.

СНиПы и СанПиНы	Название нормативного документа	Скачать
СНиП 3.05.06-85	Электротехнические устройства
СНиП 23-05-95*	Естественное и искусственное освещение
СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03	Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий
СП 23-102-2003	Естественное освещение жилых и общественных зданий

Дополнительные параметры светодиодного светильника, влияющие на освещенность помещения

Светодиодные светильники характеризуются еще одним параметром который непосредственно влияет на комфортность восприятия светового потока – это температура света. Измеряется она в градусах Кельвина.

Применительно к светодиодным лампам всю шкалу температур разделяют на несколько частей: теплый, нейтральный (естественный) и холодный цвет. Существует множество других классификаций

Но для потребителей важно помнить, что теплым тонам соответствует температура в пределах от 2700 К до 3500 К, а холодные цвет расположен выше по шкале

Особенность теплой цветовой гаммы в том, что она успокаивает центральную нервную систему, благотворно влияет на эмоциональное состояние и располагает к отдыху и покою. Но одновременно с этим необходимо помнить, что человеческий глаз воспринимает цвет такой температуры как менее яркий по сравнению с холодным оттенком. Поэтому при выборе светодиодного светильника теплого цвета, желательно иметь определённый запас по мощности светового потока.

Холодный свет возбуждающе действует на организм и поддерживает его психофизическую активность. Лампы с такой цветовой температурой желательно устанавливать в рабочих помещениях.

В заключение можно подчеркнуть, что сегодня светодиодные лампы отличаются очевидными достоинствами при применении в домашних условиях или на промышленном производстве. Они практичны, долговечны и экономичны.

Какие светодиодные светильники выбрать?

Сколько люменов в светодиодном светильнике

Понятия люмен и люкс взаимосвязаны, но необходимо четко представлять их различие. В люменах измеряется общее количество света, которое излучает светильник по всем направлениям, а вот люкс характеризует только освещенность 1 кв. м. поверхности.

Кстати одно из преимуществ светодиодного светильника перед люминесцентными и лампами накаливания заключается в его конструктивных особенностях. Световой поток от такого изделия направлен под углом 120-180 градусов к поверхности, что при одинаковой мощности потребления, создает большую освещенность.

Таким образом определяющим параметром при выборе светодиодного светильника является световой поток с учетом площади для освещения. Чем выше первый показатель, тем меньшее количество ламп понадобится для одной комнаты. Точно узнать сколько люменов в светодиодном светильнике можно на упаковочной коробке в графе «световой поток».

В бытовых целях или при отсутствии данных на упаковке можно приблизительно определить величину светового потока светодиодной лампы на основании потребляемой мощности. Принято считать, что 1 Вт «равен» 90-120 люменам, в зависимости от конструкции светильника и технологии его изготовления.

Значение света

Человеческий глаз

Свет для людей всегда имел большое значение, так как именно зрительный анализатор предоставляет нам практически 90% информации об окружающем мире. А в условиях компьютеризации общества сохранить на должном уровне остроту зрения удается далеко не каждому человеку.

При этом значительно ухудшить зрение можно даже не работая за компьютером по 8 часов в день. Достаточно сделать в своем доме плохое освещение и набор болячек вам будет обеспечен уже через пару лет.
Всего лишь правильное освещение, которое создается в доме различными типами осветительных приборов, позволит вам повысить свою продуктивность, нормализовать микроклимат в семье и более эффективно отдыхать от работы.

Направленный свет

Поскольку дома мы проводим большую часть времени (конечно же, после работы), то к освещенности квартиры нужно подойти максимально ответственно и вдумчиво. Ведь именно здесь вам никто не сможет помещать сделать вашу жизнь качественнее и комфортнее.
Свет в доме может подаваться следующим образом:

направленное. Это освещение создают потолочные люстры и настенные бра с напольными торшерами;

рассеянное. Такой свет возможен от скрытых подсветок, которые в последнее время стали очень популярными. Особенно красиво они смотрятся на гипсокартонных и натяжных потолочных конструкциях. В отличие от направленного, одна только рассеянная подсветка не может самостоятельно обеспечить требуемый уровень света в помещении. Поэтому она часто выступает в качестве дополнительного освещения.

Рассеянная подсветка

Отдельно стоит отметить, что такое помещение в доме, как кухня требует дополнительной подсветки определенных зон. Именно с кухней у многих возникают проблемы в плане формирования должного освещения. Это связано с тем, что кухня зачастую малогабаритна и всегда заставлена всевозможными кухонными принадлежностями, девайсами и шкафами. В результате тут имеется много затемненных и плохо освещенных мест. Решить эту проблему помогут:

• точечные светильники, установленные над рабочей зоной (столешница, раковина, плита);
• светодиодная подсветка шкафов.

Но в любом случае, прежде чем устанавливать те или иные осветительные приборы, необходимо выяснить, какая степень освещенности вам нужна. Для этих целей следует обратиться за помощью к СНиП.

Как определить оптимальное количество люмен для освещения комнаты

Усвоив вышеприведенную информацию все равно может остаться вопрос, так сколько нужно люменов для освещения того или иного помещения и как это сопоставить с необходимым количеством светильников.

В данной ситуации на помощь могут прийти рекомендации и нормативные требования по освещенности, изложенные в соответствующих СНиП. Но здесь есть один нюанс, эти данные представлены в люксах, что требует проведения несложных расчетов, в зависимости от характеристик помещения.

Для определения приблизительного уровня освещенности можно воспользоваться простой формулой.

Рассмотрим простой пример для жилой комнаты 20 кв.м. и стандартным расстоянием от пола до потолка 2,7 м.

Согласно нормативам, норма освещенности для жилых комнат – 150 люкс. Таким образом требуемый световой поток будет равен 3000 Лм (150Лк * 20 кв.м. * 1).

Поправочные коэффициенты при высоте потолков от 2,7м до 3,1 равен 1,2 и 1,5 если потолок расположен в пределах 3,1 м до 3,5 м.

Таким образом, для данного помещения, необходимо будет установить светодиодные светильники общей потребляемой мощностью около 30 Вт. Необходимо помнить, что все данные вычисления носят исключительно информативный характер и на конечные результаты могут влиять как особенности самого помещения, так и схема расположения осветительных устройств.

Рекомендации

Давайте узнаем общие рекомендации относительно освещения жилых помещений:

• Световой поток должен равномерно распределяться по всей комнате. Если для освещения комнаты используется несколько ламп, нужно лампы расположить таким образом, чтобы они были направлены в разные стороны.
• Должны отсутствовать резкие перепады в освещении.
• Лампы должны излучать приятный для глаза свет; для освещения жилых помещений рекомендуется покупать лампы с нейтральным или теплым свечением.
• При расчете также рекомендуется учитывать светоотражающие свойства пола, стен и различных предметов.
• Для измерения освещенности можно купить компактный прибор под названием люксметр.

Что следует знать

При определении того, сколько необходимо лампочек или осветительных приборов, всегда первым делом нужно рассчитать количество люменов на один квадратный метр для конкретной комнаты.
В данном случае надо знать, какие уровни освещенности установлены для каждого конкретного жилого или нежилого помещения. Все эти нормы приведены в специальной документации — СНиП.

Нормы по СНиП

Создать нужный уровень освещенности можно с помощью различных источников света:

• лампы накаливания;
• люминесцентные и светодиодные лампочки;
• галогеновые и металлгалогеновые лампы;
• светодиодные ленты;
• неоновые лампы и т.д.

Каждый из вышеперечисленных источников света имеет различные технические показатели освещенности. Самым главным параметром при оценке уровня освещения является световой поток, испускаемый источником света.
Указанные в таблице значения мощности осветительных приборов приведены для ламп накаливания, так как эти базовые нормативные документы разрабатывались еще до эпохи появления современных энергосберегающих технологий. Сегодня в доме обычные лампы накаливания уже практически не встречаются. Им на смену пришли светодиодные (led), люминесцентные и галогеновые источники света. При этом наибольшей популярностью пользуются именно светодиодные лампочки, так как они весьма экономичны в плане потребления электроэнергии, имеют лучшие технические показатели и больший период службы, чем остальные энергосберегающие источники света.
Световой поток измеряется в люменах. Значение светового потока можно отыскать на упаковке лампочек. При этом ставить вопрос относительно того, сколько необходимо люменов для освещения одного квадратного метра не всегда является корректным. Это связано с тем, что световой поток в данном случае отражает только конкретные возможности определенного источника света. При этом учет отдаленности от выбранного объекта освещения для комнаты не берется в учет. Поэтому тут рационально вводить такой параметр, как освещение. Он измеряется в люксах.

Исходя из этого, было установлено равенство, между люксами и люменами. Таким образом, на один метр квадратной площади комнаты приходится световой поток в один люмен и равняется он одному люксу. Эта норма применима для всех помещений, как жилых, так и нежилых.

Основные требования к свету

Взрослый человек проводит на работе около трети своего времени. Ему должно быть комфортно, удобно, за это время он не должен переутомиться и ухудшить своё здоровье. Работнику должны быт созданы безопасные условия труда, и свет на это тоже влияет.

Основные требования к освещению рабочих мест таковы:

• Оптимальная яркость, которая не влияет на зрение. Свет не должен быть слишком тусклым, чтобы не пришлось напрягать зрение, но не должен и слепить глаза.
• Равномерность подсветки. На рабочем месте не должно образовываться много теней. Если основного света с потолочных светильников недостаточно, то используют настольные лампы, торшеры или другие осветительные приборы.
• Возможность индивидуально регулировать уровень освещения за рабочим местом.
• Безопасность для работника и процесса производства.

Свет бывает:

• естественным;
• искусственным.

Оптимальным для освещения считается сочетание естественного солнечного света и искусственного (от ламп). Такой способ освещать кабинеты называется комбинированным или смешанным.

Основные выводы

Искусственный свет имеет большое значение для человека, он должно максимально напоминать естественную освещенность. В противном случае человек страдает от головных болей, сонливости, раздражительности, снижения работоспособности, ухудшения зрения. Чтобы этого избежать, нужно узнать, сколько люмен на 1м² нужно. Для этого следует изучить нормы освещенности определенного помещения, не путать Лм с Лк и внимательно провести расчет. Тогда вы сможете правильно определить количество осветительных приборов для равномерного освещения. Чтобы регулировать яркость света, установите для каждого светильника отдельный выключатель.

Предыдущая
Освещение в квартиреОсновные способы организации и монтажа освещения лестницы в частном доме
Следующая
Освещение в квартиреКак правильно организовать и распределить освещение в квартире