Как рассчитать светодиодные лампы. Какие данные необходимы для расчета уровня освещенности

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.

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.

Если Вы решили сделать освещение в доме, используя споты, один из основных этапов, который нужно выполнить правильно – посчитать их точное количество на потолок. Существует несколько основных методик расчета – по формуле, через либо опираясь на оптимальное значение. Далее мы расскажем читателям сайта , как рассчитать количество точечных светильников в помещении.

Способ №1 – Общепринятый стандарт

Уже давно существует так называемый оптимальный уровень освещения для одного квадратного метра комнаты. Согласно общепринятому стандарту, на 1 м 2 нужно рассчитать 20 Вт мощности . Этот метод нельзя назвать самым точным и рекомендуемым, но все же если Вам лень выполнять подсчеты по формулам, можете просто опираться на эти цифры.

К примеру, если у Вас гостиная 3*4 (12 квадратов), то необходимо набрать столько точечных светильников, чтобы их суммарная мощность составляла не менее 240 Вт.

Способ №2 – Формула

Можно также узнать, сколько требуется спотов, выполнив расчет по площади помещения. Расчетная формула выглядит следующим образом:

N=(S*W)/P;

• N – необходимое количество спотов;
• S – площадь комнаты, м 2 ;
• W – удельная мощность светового потока, (Вт/м 2);
• P – мощность одного точечного светильника.

Первый вопрос, который у Вас возникнет – «где взять значение W?». Это табличная величина, которая как раз и помогает нам выбрать подходящую освещенность для помещения. Чтобы рассчитать количество точечных светильников, используйте данную таблицу:

Если Вы решили установить светодиодные лампочки, тогда пользуйтесь следующими значениями:

Обращаем Ваше внимание на то, что данная формула подойдет только для грубых бытовых расчетов т.к. в ней не учитывается высота потолка, его материал (подвесной, натяжной или реечный), тип освещения (основное либо дополнительное), отделка и цвет стен и другие немаловажные факторы. Вы также можете принять свою удельную мощность, выбрав более яркие либо более тусклые лампочки в кухню, ванную или же гостиную!

N = (10*1)/5= 2 штуки;

Как Вы видите, согласно расчету нам требуется 2 спота для нормального

Наверное было бы отлично, если бы люди могли видеть в темноте, как кошки. Наверное вы тоже задавили себе этот вопрос, в очередной раз спотыкаясь обо что нибудь в темноте. Поэтому вы не являетесь родней графу Дракуле, то вам нужен свет. Свет это хорошо.

И какое же количество света нам нужно? Может хватит простой свечки? Или поставим промышленный прожектор? Но в нашем случае, много не значит хорошо. Правильно рассчитать освещение нужно не только для комфорта и здоровья глаз, но и из соображений экономической полезности.

Обычно, во время ремонта о расчете освещения выборе и покупки люстры задумываются в самую последнюю очередь, типа » подумаем и купим потом, когда все доделаем». А к слову, правильное освещение нужно, не только что бы читать удобно было.

Правильно рассчитанный свет влияет и на зрение и комфорт глаз, и на общее самочувствие в целом. Плюс ваш ребенок тоже делает уроки при Вами рассчитанном свете, так что задумайтесь заранее и правильно рассчитайте освещение в вашей квартире еще на этапе начала ремонта.

Как рассчитать освещение помещения

P=р*S/N

• Р - уровень освещения, который мы рассчитываем
• р - мощность лампы на 1 кв. м (примерные значения смотрите ниже)
• S - площадь комнаты
• N - количество источников света (лампочек, светильников)

Средние значения «р» в зависимости от назначения комнаты

• Гостиная – 10 -35 вт/кв.м;
• Детская – 30 - 90 вт/кв.м;
• Коридор – 5 - 15 вт/кв.м;
• Спальня – 10 -20 вт/кв.м;
• Кухня – 12 - 40 вт/кв.м;
• Ванная комната – 10 - 30 вт/кв.м;
• Кладовка или гараж – 5 - 15 вт/кв.м.

Учтите, если у вас плохо со зрением, то берите минимальное значение «р» 25-30.

Это таблица расчета удельной мощности освещения в зависимости от типа ламп и назначения помещения (у разных помещений разные требования).

Так же, многие специалисты считают, что при правильном расчете освещения нужно учитывать не только площадь комнаты, но и ее форму, отделку комнаты (темная или светлая), вид люстры или светильников и т.д. К примеру от люстры с абажуром свет будет падать вниз и чуть в сторону, а углы будут затемнены и потребуется дополнительное освещение. Так же на поведение света в комнате может повлиять глянцевый натяжной потолок и зеркала, тем более зеркальный шкаф, которые так часто бывают в спальнях.

Стоит еще учитывать такой фактор, как интенсивность освещения. Может вы предпочитаете мягкий свет и уютную теплую атмосферу, или наоборот, любите яркий дневной свет, что бы был освещен каждый уголок.

И для этого тоже есть полезная таблица, которая покажет, рекомендованную интенсивность освещения для помещений различной площади при использовании ламп накаливания. Если хотите использовать энергосберегающие лампы, то указанные данные нужно разделить на 5.

Как рассчитать светодиодное освещение

Что же на счет светодиодов. Светодиодное освещение набирает большую популярность, так как существенно снижает расходы электроэнергии. Что бы правильно рассчитать светодиодное освещение нам понадобится такой показатель как световой поток, или по простому количество люмен.

Для сравнения скажу, что лампа накаливания мощностью в 75 ватт выдает поток примерно в 900 люмен. По аналогии, высчитываем - что бы заменить лампочку в 100 ватт нам нужно 1200 люмен, а для лампы в 60 ватт - 600 люмен соответственно.

Приведем пример, чтобы не перегружать мозг ненужной технической информацией. Рассчитаем количество светодиодных ламп на комнату в 15 квадратов. Светодиоды очень яркие, но при этом потребляют очень мало электроэнергии. На 1 ватт светодиодная лампа дает нам 50-100 люмен, против 12 люмен на 1 ватт у обычной лампы накаливания. Не плохо правда? Возьмем за основу минимум, то есть 50 люмен.

Для освещения 15 метровой комнаты, обычно с лихвой хватает 2 лампы накаливания по 100 ватт (считаем как выше: 100 ватт - 2400 люмен). Делим полученные 2400 люмен на количество люмен на 1 ватт светодиодной лампы, то есть взятые нами 50 люмен. Получаем 48 ватт - необходимая мощность, но уже светодиодных ламп. Высчитываем - получаем, что для комнаты достаточно будет 6-7 светодиодных ламп по 7 ватт или 5 по 9 ватт.

Как определить уровень освещенности

Точно определить фактический уровень освещенности для каждого конкретного случая поможет специальный прибор - люксметр, состоящий из фотоэлемента и указательного прибора. Фото датчик преобразует энергию светового потока в электрическую, величина которой и будет зависеть от интенсивности падающего света.

Р асчёт светодиодного освещения позволяет организовать эффективную осветительную систему. Одна из главных особенностей таких ламп заключается в высокой яркости света, а, кроме того, они характеризуются направленным излучением, что при определенных условиях является плюсом, в других – недостатком. Чтобы помещение было освещено диодными светильниками как можно более равномерно, следует воспользоваться некоторыми хитростями.

Нормы освещенности комнат

Эффективность светового излучения в квартире должна быть разной. Если в любой из комнат свечение будет одинаково ярким, направленным или, наоборот, рассеянным, то уровень комфорта заметно снизится.

Нормы освещенности помещений

Поэтому в помещениях разного целевого назначения СНиП предусматривает несколько уровней освещенности:

• прихожая квартиры – 100-200 лк;
• домашний кабинет – 300 лк;
• гостиная – 150 лк;
• спальня – 200 лк;
• кухня – 150-300 лк;
• детская – 200 лк;
• санузел – 50-200 лк.

Площадь комнаты и ее высота – ключевые факторы при определении достаточной яркости света. Многое зависит от типа освещения: основной свет; локальное; функциональное; декоративная подсветка. В нормах указываются разные показатели освещенности для некоторых комнат.

При создании функциональной осветительной системы светильник должен излучать более яркий свет. Декоративная подсветка предполагает необходимость монтажа ламп невысокой эффективности. Названные показатели освещенности подходят для жилых помещений высокой 2,5-3 м.

Как добиться равномерного освещения?

Если будут задействованы светодиодные излучатели, то следует продумать их расположение, приняв во внимание основной параметр – световой поток. Чем ярче излучение светильников, тем дальше они устанавливаются друг от друга.

Чтобы охватить всю площадь комнаты или отдельную зону, рекомендуется предварительно рассчитать достаточное количество ламп.

Равномерный потолочный свет организуется посредством монтажа разнотипных осветительных элементов. Можно выбрать различные комбинации: центральный светильник (люстра) и точечные излучатели, установленные по разным схемам; несколько потолочных приборов основного света и декоративный свет; точечные излучатели в нужном количестве и с подходящими характеристиками, используемые при организации основного света без применения люстры.

Определение уровня освещенности

Общая интенсивность свечения ламп для комнат разного целевого назначения определяется так:

• Ф = Е*S*kз,
• где Е – освещенность 1 кв. м;
• S – площадь;
• Kз – коэффициент запаса.

Последний из названных параметров напрямую зависит от высоты установки светильников и отражательной способности разных поверхностей (стен, потолков, пола). Для жилья, но только при условии установки ламп на базе диодов, этот показатель равен 1,1.

Уровни яркости

В качестве примера можно рассмотреть расчет светодиодного освещения детской:

Ф = 200*6*1,1= 1 320 лм.

Соответственно, в таких условиях необходимо задействовать излучатели, которые характеризуются световым потоком нужного значения, чтобы в совокупности можно было получить значение – 1 320 лм.

Сколько нужно светильников

Существуют разные формулы расчета количества ламп и приборов. Многое зависит от их типа. Например, в точечных моделях обычно установлен всего один источник света, соответственно, чтобы рассчитать количество таких приборов, нужно разделить общую освещенность (Ф) на показатель светового потока одного излучателя.

Если стоит другая задача: определить, сколько потребуется светильников с несколькими лампочками, то рекомендуется применить следующую формулу:

• N = (Е*S*kз*z*100)/(n*Ф*ɳ),
• где Е – нормируемая освещенность, лк (табличная величина);
• S – площадь комнаты, кв. м;
• kз – коэффициент запаса (1,1);
• z – значение неравномерности освещения (для диодных ламп равно 1);
• Ф – световой поток излучателя, лм;
• ɳ - коэффициент осветительного элемента (равен 1);
• n – количество осветительных элементов в одном приборе.

В результате можно максимально точно рассчитать нужный уровень освещенности и узнать, сколько нужно установить осветительных приборов. В любом случае всегда лучше руководствоваться приблизительными данными, чем организовывать освещение «на глаз».

Следует учесть также тип используемых лампочек. Они могут отличаться по цоколю (резьбовой, штырьковой), цветовой температуре (от теплых до холодных оттенков), мощности.

В частности, диодные излучатели для дома характеризуются небольшой нагрузкой на сеть: от 3 до 15 Вт. Этого достаточно, чтобы обеспечить яркий свет для жилых помещений.

Таким образом, от количества приборов будет зависеть общая освещенность помещения. Но, кроме этого, должны быть учтены параметры ламп: температура цвета, световой поток, мощность. Чтобы получить равномерное свечение, используя светодиодные приборы, нужно руководствоваться расчетами, иначе некоторые участки помещения могут быть недостаточно хорошо освещены, а другие, наоборот – слишком ярко освещены.

Можно выбрать любую из существующих схем освещения. Наиболее часто используемые варианты: с люстрой и точечной подсветкой; без основного осветительного прибора, функциональный свет обеспечивают точечные светильники.

Оценки освещённости, и других фотометрических величин – выполняются с учетом восприятия излучения человеческим глазом.

Как известно, глаз человека воспринимает электромагнитное излучение, длина волны которого находится в диапазоне 380 нм — 780 нм.

Причем чувствительность человеческого глаза (отношение энергии излучения по оценке воспринимающим свет человеком и объективно измеренной энергии) зависит от длины волны. При длине волны 555 нм (зелёный свет) чувствительность глаза к световому излучению максимальна.

Световой поток - это величина, характеризующая мощность потока светового излучения по восприятию его неким усредненным человеческим глазом с его (глаза) чувствительностью к излучению с конкретной частотой. В настоящее время для учета последнего параметра используются таблицы, приведённые в немецком стандарте DIN 5031. Световой поток измеряется в люменах.

Сила света (I) – это световой поток, распространяющийся в рамках какого-либо направления, то есть частное от деления светового потока на телесный угол, внутри которого этот поток распространяется (измеряется в канделах).

Освещенность (Ev) - это световой поток, деленный на значение площади, на которую он (поток) падает. Измеряется освещенность в люксах, лк (1 люкс равен 1 люмен / 1 квадратный метр).

Яркость – это отношение силы света, создаваемого источником, к площади этого источника.

В системе СИ – семь основных единиц, в том числе – кандела. Один Ватт электромагнитного (светового) излучения при длине волны 555 нм воспринимается глазом как 683 люмена. Константа Km, равная 683 лм / Вт, называется коэффициентом фотометрического эквивалента излучения.

Какой должна быть освещенность

При расчете освещения в помещении необходимо определить требования по освещенности в конкретных точках помещения. Эти требования содержатся в нормативных документах:

• СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03;
• СП 52.13330.2011.

Важно понимать, что освещение помещений может быть не только искусственным, но и естественным. Однако в наших расчетах естественное освещение мы рассматривать не будем. Вопрос, конечно, очень важный, особенно при проектировании энергоэффективных зданий. Но это вопрос скорее строительного проектирования. Количество, мощность и расположение светильников (даже при наличии окон) все равно определяются при условии отсутствия естественного освещения.

Требования к освещённости некоторых типичных видов помещений находятся в таблице 1.

Виды источников света

Кроме требований по освещённости следует учитывать качество излучения осветительных приборов. Для наших глаз самое приятное и комфортное освещение – природное (дневной солнечный свет). И главной задачей создания является максимальное его приближение к естественному.

Важная характеристика источника света – цветовая температура (см. таблицу 2).

Технические характеристики некоторых видов ламп показаны в таблице 3. Электрическая мощность лампы – это потребляемая от сети электрическая мощность. Световой поток – это «световая мощность» лампы, т. е. мощность, оцениваемая с учетом спектральной чувствительности человеческого глаза. Отношение этих величин называется «световой отдачей».

Подбор осветительного оборудования

Для расчета освещённости чаще всего применяют профессиональную бесплатную программу Dialux. Для тех, кто пользуется этой программой нечасто, в стандартной установке есть «лайт» версия.

Однако эта программа и квалификация для её использования не всегда в наличии. Кроме того, для её использования необходимы файлы описания используемых светильников в формате IES Photometric Data File. Он поддерживается не только Dialux. Большинство профессиональных программ, которые используются для расчета освещения помещений (семейство программ 3D Studio, Lightscape, Relux, CINEMA 4D и др.), также используют этот стандартизованный фотометрический формат представления информации о светильниках.

Для расчета освещения вручную используются:

1. метод удельной мощности,
2. метод коэффициента использования,
3. точечный метод.

Метод удельной мощности

Это самый простой метод, применение его вполне оправдано для оценки общего освещения.

Для определения необходимой суммарной мощности светильников надо умножить нормативную удельную мощность (на единицу площади) на площадь помещения.

При определении нормативных параметров учитываются назначение помещения, тип источников света, распределение светильников по горизонтали и вертикали (примеры – в таблице 4).

Количество светильников и их расположение определяются исходя из рассчитанной общей суммарной мощности, мощности выбранных светильников и условия создания освещённости наиболее разумной конфигурации.

Метод коэффициента использования светового потока

При проектировании общего освещения применение этого метода вполне оправдано.

Вначале выполняется предварительное определение положений источников света. При этом учитываются конфигурация помещения, возможность отражения света от поверхностей ограждений.

Необходимый световой поток одного светильника Ф рассчитывается по формуле:

Ф=ЕнSKзапZ / N η,

где Ен – нормативная освещенность, лк (по требованиям СП и СанПиН); S – площадь, кв. м; Кзап – коэффициент запаса (величина Кзап зависит от состояния светильников, ограждающих поверхностей, подробнее – в таблице 5); Z – коэффициент минимальной освещенности (ориентировочно, для люминесцентных ламп Z = 1,1 для ламп накаливания Z = 1,15); N – количество светильников (обычно приближенно оценивается на основании анализа особенностей помещения до проведения уточняющих расчётов); η – коэффициент использования светового потока.

Коэффициент η зависит от типа светильника, индекса помещения i и коэффициентов отражения: потолка rп, стен rс, пола rр.

Типовые значения коэффициентов отражения составляют:

• для офисов: rп = 70%, rс = 50%, rр = 30%.
• для обычных производственных помещений и цехов: rп = 50%, rс = 30%, rр = 10%.
• для цехов с повышенной запылённостью: rп = 30%, rс = 10%, rр = 10%.

Индекс помещения i определяется так:

где А, В, h – горизонтальные и вертикальный размеры помещения.

В таблице 6 приведены значения η для светильника с люминесцентными лампами:

Выполнив расчёт по формуле, мы можем подобрать светильник. Если задача выбора светильника не решается сразу, повторяем итерации, изменяя исходные данные, пока не подберём то, что нужно.

Точечный метод

Метод – достаточно универсальный и может быть использован при любом взаимном расположении освещаемых поверхностей и источников света. Для выполнения расчета используются оценки освещенности в нескольких точках, на которые попадает свет от светильников.

Светильники могут быть расположены каким угодно образом, могут образовывать любую правильную или неправильную геометрическую фигуру. Для контроля оценивается освещённость в характерных важных для Вас точках.

Применение точечного метода оправдано в помещениях с оборудованием, темными стенами и потолком, со сложной конфигурацией. Если нужно применять точечный метод, то может оказаться, что освоение и использование специализированного программного обеспечения позволит сэкономить время и силы.

Расположение светильников на первом рисунке лампами накаливания на втором — люминесцентными лампами

Теоретическая формула для расчета освещённости поверхности в точке имеет вид:

E = Iα cos(α) / r2,

где Iα - сила света в направлении от источника к точке (определяется по кривым или таблицам для выбранного светильника), кд; α - угол между перпендикуляром к поверхности и направлением на источник света; r - расстояние между источником и точкой, м.

При оценке освещённости точки горизонтальной плоскости потолочным светильником, расположенным на высоте h от поверхности, приведённую формулу можно переписать в следующем виде, приспособленном для технических расчётов:

E = Iα cos3(α) µ / h2 Kзап,

где — коэффициент µ введен для учета влияния отраженного светового потока и удаленных светильников (обычно µвыбирается в диапазоне 1,05 — 1,2).

Коэффициент запаса Kзап мы уже обсуждали, рассматривая метод коэффициента использования. Определение освещенности выполняется с привлечением справочной информации, как правило, используются графики пространственных изолюкс (т. е., линий, соединяющих равноосвещенные точки), а также вспомогательные таблицы.