Как рассчитать освещение в комнате

Многие из нас, особенно люди старшего поколения, оценивают освещенность в помещении на глаз или в ваттах: «Что-то темновато, надо еще одну лампочку вкрутить», «Для этой комнаты пары «шестидесяток» достаточно». Но существует много типов световых приборов, светоотдача (зависимость яркости от мощности) которых разнится в разы и даже в десятки раз. Оценка освещенности на глаз не выдерживает никакой критики. Субъективное мнение – плохой советчик. В этой статье мы не будем полагаться на глаз, а сделаем грамотный расчет освещения по площади помещения.

Как рассчитать освещение точно и правильно

Прежде чем взяться за математику, соберем все данные для расчета освещенности в помещении. Нам нужно выяснить:

1. Нормы освещенности для конкретного помещения (жилое, офис, коридор и т. п.).
2. Коэффициент использования светового потока именно в этом помещении.
3. Тип светильника (светильников).

Выяснение норм освещенности

Приведем основные из них:

Нормы искусственного освещения в жилых и общественных помещениях

Расчет коэффициента использования

Коэффициент использования придется рассчитать. Он зависит от геометрических размеров помещения (высота, длина, ширина), коэффициента отражения поверхностей (пол, стены, потолок) и типа светильника (потолочный, подвесной).

Для начала вычисляем индекс помещения i, который зависит от его геометрических размеров. Индекс рассчитываем по формуле:

• i – индекс помещения;
• S – площадь помещения в м 2 ;
• А – длина помещения в м;
• В – ширина помещения в м;
• h – расстояние между светильником и поверхностью, для которой рассчитывается освещенность, в м.

Теперь оцениваем коэффициент отражения потолка, стен и пола – ρ_п1, ρ_c, ρ_п2:

• белая поверхность – 70%;
• светлая – 50%;
• серая – 30%;
• темная – 10%.

Тип светильников обычно выбирают из стандартного списка:

Осталось полученные данные подставить в таблицу и найти коэффициент использования.

Светильники категории 1

Светильники категории 2

Светильники категории 3

Светильники категории 4

Светильники категории 5

Расчет необходимого светового потока

Все данные получены, осталось посчитать световой поток для обеспечения нужной нам освещенности. Для этого воспользуемся формулой:

• E – необходимая освещенность, лк;
• S – площадь помещения, м 2 ;
• n – коэффициент использования;
• F – необходимый световой поток, лм.

Упрощенный способ

Если высоких требований к точности результатов нет, можно провести упрощенный расчет освещения в комнате. При этом формула вычисления та же:

Упрощение в том, что коэффициент использования светильников n не рассчитывается, а берется его среднее значение – 0.5.

Есть еще один метод. Он похож на то, как некоторые оценивают необходимую освещенность: «Здесь пары «соток» хватит». Сводится такой метод к поиску в таблице нужной электрической мощности в зависимости от назначения помещения. Очевидно, что точность таких «расчетов» невысокая, но мы все же приведем табличку.

Мощность ламп для нормированного освещения жилых помещений

И третий, самый простой, хотя и не самый точный способ – воспользоваться онлайн калькулятором расчета освещенности помещения.

Полезно! Если вы не знаете, какой световой поток создает лампа, воспользуйтесь таблицей, умножив значение лм/Вт на мощность лампы.

Таблица светоотдачи ламп разного типа

Примеры расчетов

Сделаем несколько вычислений на основании вышеизложенного. Считать будем точно.

Пример расчета 1

Гостиная площадью 20 м 2 , длина – 5 м, ширина – 4 м, высота потолков – 2.5 м. Светильник подвесной с плафонами, направленными вверх (люстра). Длина подвеса – 40 см. Потолок белый, стены голубые, пол темно-коричневый.

1. В СанПиН находим норму освещенности – 150 лк.
2. Определяем индекс помещения i: 20/((5+4)*2.1) = 1.0.
3. Оцениваем коэффициент отражения потолка, стен и пола – ρп1 = 70%, ρc = 50%, ρп2 = 10%.
4. Обращаемся к таблице 4 категории светильников и находим коэффициент использования – 0.57.
5. Рассчитываем необходимый световой поток: (150*20)/0.57 = 5 300 лм.

Пример 2

Детская площадью 12 м 2 , длина – 3 м, ширина – 3 м, высота потолков – 2.5 м. Светильник потолочный накладной. Потолок белый, стены светло-зеленые, пол серый.

1. В СанПиН находим норму освещенности – 200 лк.
2. Определяем индекс помещения i: 12/((3+4)*2.5) = 0.6.
3. Оцениваем коэффициент отражения потолка, стен и пола – ρп1 = 70%, ρc = 50%, ρп2 = 30%.
4. Обращаемся к таблице 1 категории светильников и находим коэффициент использования – 0.3.
5. Рассчитываем необходимый световой поток: (200*12)/0.3 = 8 000 лм.

Пример 3

Классная комната площадью 54 м 2 , длина – 9 м, ширина – 6 м, высота потолков – 2.5 м. Светильники подвесные с шаровидными плафонами. Потолок белый, стены светло-кремовые, пол коричневый.

1. В СанПиН находим норму освещенности – 300 лк.
2. Определяем индекс помещения i: 54/((9+6)*2.5) = 1.44.
3. Оцениваем коэффициент отражения потолка, стен и пола – ρп1 = 70%, ρc = 50%, ρп2 = 30%.
4. Обращаемся к таблице 3 категории светильников и находим коэффициент использования – 0.64.
5. Рассчитываем необходимый световой поток: (300*54)/0.64 = 25 300 лм.

Осталось подобрать нужное количество ламп, чтобы их суммарный световой поток составлял расчетную цифру.

Основные величины для проектирования освещения

В завершение рассмотрим, какие величины необходимы для правильного расчета освещенности при проектировании освещения и что они собой представляют.

• Световой поток.
  Измеряется в люменах (лм). Отражает силу света, излучаемую источником. В нашем случае лампой.
• Светоотдача.
  Измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Характеризует эффективность источника света. Чем выше это отношение, тем больше эффективность. У ламп накаливания это значение колеблется в пределах 10-16 в зависимости от мощности. Светодиодные лампы могут иметь светоотдачу 120 лм/Вт и более.
• Освещенность.
  Измеряется в люксах (лк). Показывает, насколько сильно освещен объект. Если на площадь 1 м 2 будет излучаться 1 люмен, то ее освещенность составит 1 люкс.
• Коэффициент использования.
  Безразмерная величина, указывающая, насколько эффективно используется источник света. Если коэффициент равен 1, то это означает, что все излучение источника достигает освещаемой поверхности. На практике эта величина зависит от многих факторов (светоотражающие свойства окружающих объектов, расстояние до источника, светопроницаемость среды и пр.).

Нормативные документы

Какими нормативными нужно руководствоваться при проектировании освещения и расчете освещенности? Вот основные из них:

• СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение».
• СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий».
• ГОСТ Р 55710-2013 «Освещение рабочих мест внутри зданий».
• ГОСТ Р 56852-2016 «Освещение искусственное производственных помещений объектов железнодорожного транспорта».
• ГОСТ 24940-96 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности».

На заметку. Подробнее об этих и других документах, касающихся освещения, можно узнать в статье «Нормы и правила освещения, СНиПы, ГОСТы, ПУЭ».

Мы выяснили, как правильно рассчитать освещение в комнате, чтобы не портить зрение. Надеемся, что статья окажется полезной тому, кто занимается освещением своего дома всерьез, а не на глаз.

Как рассчитать необходимое количество люменов на квадратный метр помещения

Нормы освещенности для помещений различного назначения

Уровень освещенности указывается в люксах (Лк). Это световой поток мощностью 1 люмен (Лм), приходящийся на 1 м² помещения. Люмен — параметр, воспринимающийся глазами человека, меняется в зависимости от освещаемой площади. Если направить 100 Лм на 1 м², то освещенность составит 100 Лк. Если эти же лучи спроецировать на 10 м², показатель освещенности будет только 10 Лк.

Нормы освежения жилых помещений.

В зависимости от назначения комнат, проводимых работ к уровню освещенности предъявляются свои требования. Существуют нормативы СНиП, касающиеся разных видов помещений. Согласно им, требуемая освещенность составляет (в Лк):

• для коридора, ванной, туалета, кладовой — 50;
• в гардеробе — 75;
• для лестницы многоэтажного дома, сауны — 100;
• на кухне, в спальне, гостиной — 150;
• для детских комнат — 200;
• в библиотеках, кабинетах, офисе с ПК — 300;
• в помещениях для чертежных работ, сборки мелких деталей — 500.

Ориентируясь при выборе на люксы светодиодного светильника, не забывают, что это показатель освещенности для 1 м². Если вкрутить в спальне площадью 10 м² лампочку 150 Лк, этого будет недостаточно: требуется 1500 Лк.

Чем дальше расположены лампочки от объекта, тем хуже он освещается. Поэтому применяется коэффициент поправки для потолка высотой более 2,7 м. Он составляет в зависимости от уровня подъема потолков:

• до 3 м — 1,2;
• в пределах 3,0-3,5 м — 1,5;
• от 3,5 м до 4,5 м — 2.

Прослеживается прямая зависимость: потребность в свете возрастает с увеличением высоты потолка.

Нормы освещенности жилых помещений согласно СНиП

В СНиП прописаны нормы для большинства видов помещений. Часть из них носит рекомендательный характер, а часть обязательна к выполнению, это касается в первую очередь рабочих помещений и производств. Можно быстро выяснить, сколько надо света на 1 кв метр, если использовать таблицу.

Современные нормы прописаны в люксах. Это единица освещенности, равная 1 люмену, распространенному на площадь 1 кв. м. Это универсальный показатель, который подходит для всех видов помещений.

Тип помещения	Норма освещенности в люксах
Коридоры и прихожие, кладовые помещения, ванные комнаты и санузлы	От 50
Гардеробные	От 75
Лестницы, помещения в саунах и банях	От 100
Спальни, гостиные и кухни	От 150
Детские комнаты и игровые зоны	От 200
Рабочие кабинеты, библиотеки, офисные помещения с ПК	От 300
Места выполнения работ высокой точности, помещения с чертежными досками	От 500
Гаражи и боксы	От 200

Информация по характеристикам света в люменах должна указываться на упаковке с лампочкой или в паспорте к люстре (если источники света встроенные). Но можно примерно определить показатели, если известна мощность лампы и ее тип.

Нужных показателей освещенности можно добиться за счет использования разных источников света.

Светодиодная (мощность в Вт)	Люминесцентная (мощность в Вт)	Лампа накаливания (мощность в Вт)	Примерный световой поток (в люменах)
2-3	5-7	20	250
4-5	10-13	40	400
8-10	15-16	60	700
10-12	18-20	75	900
12-15	25-30	100	1200
18-20	40-50	150	1800
25-30	60-80	200	2500

В одной комнате может быть и две зоны освещения. Например, в спальне с приглушенным общим светом может стоять рабочий стол со светильником или туалетный столик с яркой подсветкой для нанесения макияжа.

Способы расчёта

Их можно выделить два:

1. По электрической мощности (в Ваттах).
2. По световой (в Люменах).

Для каждого варианта предусмотрены свои нормы, формулы и единицы измерения. Оба имеют свои достоинства и недостатки. Рассмотрим их более детально.

Считаем в Ваттах

Этот способ рассчитать освещённость помещения самый простой, привычный, но не самый точный. Для его применения необходимы следующие данные:

• площадь комнаты;
• требуемая мощность на квадратный метр.

Площадь находим по простой школьной формуле S=a*b. Далее, берём данные о необходимом количестве Ватт на 1 м2 — в среднем это 20 Вт — и множим на площадь. Математически это будет выглядеть так: P=S*p, где P — общая мощность, p — номинальная для 1 м2. Теперь можно высчитать количество лампочек в помещении. Просто делим общую мощность на этот же показатель для одной лампы. То есть, если вы хотите осветить помещение, которое требует в общем 300 Вт с помощью лампочек в 75 Вт, то: 300/75=4 — именно столько источников света вам понадобится.

Рациональное использование источников освещённости позволит улучшить атмосферу в помещении

Следует отметить, что норма 20 Вт — очень приблизительна. И чтобы повысить точность, желательно использовать отдельные показатели по каждому типу помещения:

• гостиная — 10–35 Вт;
• кухня — 12–40 Вт;
• ванная комната — 10–30 Вт;
• спальня — 10–20 Вт.

Все данные о мощностях мы умышленно привели для обычных ламп накаливания, как самых распространённых в наших краях. Производители более дорогих и в то же время экономичных видов зачастую указывают на упаковке какой по мощности лампе накаливания соответствует этот экземпляр.

Считаем в Люменах

Этот способ, с одной стороны, более точный, с другой — менее привычный. Хотя, если разобраться в единицах измерения, то ничего сложного в нём нет. Сложность заключается в том, что большинство из нас ассоциирует всё связанное с освещением с Ваттами. Но на самом деле эта единица измерения показывает лишь сколько ваша лампа потребляет электрической энергии. А сколько она при этом даёт света, её световой поток, измеряется в Люменах (Лм). В свою очередь, освещённость помещения измеряется уже в Люксах (Лк). 1 Лк равен 1 Лм на 1 м2. Объясняем проще. Если с помощью светового потока в 1 Лм осветить поверхность площадью в 1 м2 — такая освещённость будет равна 1 Лк.

Дальше действуем по тому же алгоритму. Берём общую площадь, множим её на необходимую освещённость для 1 квадратного метра и получаем мощность светового потока, которая нужна для освещения всего помещения. Формула почти такая же, как и раньше: P=S*E. Где S по-прежнему площадь, P — общая мощность (теперь в Лм), а E — освещённость 1 м2 в Лк.

Помните об эффективности каждого источника освещения

Чтобы воплотить эту формулу в жизнь понадобятся нормы по освещённости того или иного типа помещения. По разным нормативным документам они составляют:

• гостиная — 100–200 Лк;
• кухня 150–300 Лк;
• ванная комната — 50–200 Лк;
• спальня — 100–200 Лк.

Осталось произвести расчёт количества светильников. Для этого общую мощность (P) делим на световой поток от одного источника (F) — n=P/F. Здесь тоже потребуются определённые цифры. А именно световая мощность разных видов ламп. Почти всегда эти сведения можно найти на упаковке. Но на всякий случай основные из них приведём и здесь:

Расчёт светодиодного освещения по площади помещения, методы и формулы

Обозримым мир вокруг становится благодаря природному воздействию света на глаз человека (видимой малой доли спектра электромагнитного излучения). Обычный свет солнечным днём – лучшее мерило освещения для людей. Непродуманная установка световых приборов в доме негативно влияет на зрение и здоровье, искажает дизайнерские идеи обустройства. Если правильно выполнен расчёт освещения по площади помещения, то достигается равномерное восприятие глазом освещённости всего окружающего пространства. Рассмотрим характеристики освещённости, какие есть особенности и преимущества у светодиодных ламп, способы расчётов их числа.

Семь раз подумай перед просчётом освещения

Зачем нужны подсчёты по свету и что следует знать

Комфортная среда нахождения в доме для человека создаётся искусственным светом от ламп. При недостаточности или излишках ощущения света возникает дополнительное напряжение зрения и раздражение глаз, появляется потребность в очках, снижаются ресурсы с упадком сил, ухудшается самочувствие. Поэтому делается обязательный расчёт освещения помещения, определяется соответствие установленным санитарным нормам, подбирается оптимальный вариант источников света близкий к естественному освещению.

По оформлению и способам распределения необходимого в доме, в помещениях света, везде электроосвещение подразделяют на 3 вида: общее, акцентированное, местное. Бывает сложно разобраться с вычислениями общего освещения светодиодными лампами для жилого дома. При расчёте потребуется понимание основных параметров и определений объекта-света.

Основные световые характеристики, единицы измерения

Свет можно измерить и описать, как и многое другое на «свете». В физике освещённость – есть величина «интегральная», определяемая многими параметрами, изучаемыми наукой фотометрией.

Таблица 1. Используемые физические понятия света, обозначения и единицы измерения:

Характеристика	Обозначение	Единица измерения
Световой поток	Ф	Лм люмен
Сила света	I	Kд кандела, «свеча»
Яркость	L	Kд/м² нит (нт)
Освещённость	E	Лк люкс
Световая температура	K	Кельвин
Световая отдача	H	лм/Вт.

Люмены потока света – энергия волн от источника, излучаемая по всем направлениям, воспринимаемая как «яркость» по зрительному ощущению. Световые потоки по распределению лучей света бывают отражёнными, рассеянными, прямыми. Определяется тем большее число люменов, чем больше весь учитываемый поток света.

Сила света (I) похожа на плотность в пространстве потока света, его интенсивность. При определении I световой поток (Ф) делится на телесный угол (ꭥ) в стерадианах по направлению потока.

Понятие освещённости связывает количество света (светового потока) приходящегося на площадь освещаемой поверхности (E=Ф/S). Величина люксов прямо зависит от силы света источника и обратно пропорционально от квадрата расстояния до источника (при условии перпендикулярности потока к поверхности).

Прослеживается при определении величин света их взаимосвязь и качественное различие: что сам светильник ярче при больших люменах, а поверхность освещена больше при достаточно высоких величинах люксов.

Источник характеризуется эффективностью преобразования электроэнергии в свет (световая отдача Н). Она измеряется в люменах на ватт.

Обмен энергией (излучением света) между электрическим источником и внешним помещением (по яркости) – по сути, работа в физическом представлении (1 Джоуль = 1 Ватт * 1 сек). Работой считается мощность излучения, умноженная на время. При известном усреднённом значении световой отдачи (Н) лампы можно примерно определить световой поток. Более ярким будет источник света при большей мощности освещения. Из источников с равной силой света (I) потребляют меньшую электрическую мощность светодиодные лампы.

Сравнение по светоотдаче источников:

1. Вакуумная лампа накаливания с вольфрамовой нитью – от 8 до 10 лм/Вт..
2. Галогеновая лампа – от 12 до 15 лм/Вт.
3. Люминесцентная лампа с преобразованием напряжения в цоколе – от 50 до 70 лм/Вт.
4. Светодиодные современные светильники – от 100-120 лм/Bт.

Для визуального понимания предмета каждому человеку важно воздействие света и цвета (особенно для художников). Определённое восприятие зрительным нервом конкретного установленного цвета спектра и фиксирует понятие цвета.

Цветовая температура (К) обозначает цветность излучения света. Обычная температура и цветовая температура – разные понятия; у неба зимой, в мороз, цветовая температура составляет 12000К, у зажжённой свечи в 10 раз меньше – 1200К.

Применяют в практике определения цветности белого света:

• дневного света – более 5000 К,
• нейтрального – от 3300 до 5000 К,
• тёплого – менее 3300 К.

Глаз так устроен, что наличие синих оттенков в излучении источника снижает яркость его визуального восприятия.

Нормы освещённости для разных помещений

В жилом доме несколько видов помещений, предназначенных для отдыха и работы, всевозможных действий человека. По гигиеническим требованиям регламентируются нормы освещённости внутри отдельных помещений. Для крайнего севера и полярных станций разработаны отдельные нормы и стандарты.

Просто считать освещённость по нормам СНиП недостаточно. Важно учитывать для какого использования назначена комната. Требуется максимальная яркость при чтении, письме, чертёжных работах, где необходимо мелкая детализация предметов.

Таблица 2. Нормативные величины освещения жилых комнат:

Тип помещения	Необходимое освещение на 1м² (Люкс)
Прихожая	От 80 до 100
Кухня	От 200 до 250
Ванная комната	От 200 до 250
Гостиная	От 300 до 400
Детская	200
Спальня	От 200 до 250
Кладовка	200

При определении мощности освещения на 1 м² в помещении измеряются не Ватты светильника, а поток (Ф) в Люменах на площадку в 1 кв. м. Значения в таблице показывают средние нормативные величины освещения 1 м² площади. Освещённость для проверки соответствия нормам измеряется приборами с фотодатчиками.

Данные заполнены для комнат высотой 250-300 см (источник на уровне потолка). При меньшем расстоянии от светильника к горизонтальной поверхности поток света ярче.

Расчёт света по площади в комнате со светодиодными светильниками

Лампы на светодиодах имеют высокую функциональность и следующие достоинства:

• У led-ламп небольшие затраты электроэнергии. Светоотдача светодиодных ламп в десятки раз больше в сравнении с другими видами светильников (>100-120 лм/Bт).
• Нагрев у led-ламп незначительный (большой КПД).
• Безвредны, в них нет ртути, без ультрафиолета.
• У больших светильников создаётся меньше теней.
• Период службы ламп оценивается до 25 лет.

Способы выполнить расчёт люменов для помещения и числа ламп

Расчёт по световой мощности

Освещённость в помещении – частное от деления (Ф) от светильников на (S), Е = Ф / S. Тогда для установления уровня освещённости служит формула расчёта освещённости помещения: Ф = ЕxSxk. Е – норма освещённости 1 кв. м помещения из т.2 (лк), а S – площадь. Коэффициент k в обычном расчёте – 11/10 (при высоте 2,5-2,7 м). Получим мощность светового потока (лм). Далее рассчитывается подбираемое число ламп по их мощности (Лм). Просчитанную мощность светового потока в Люменах делим на величину светового потока одной выбранной лампы из табл.3.

Зависит k от характера отражения от стен, потолка, поверхностей света в помещении (в специальных таблицах) и высоты подвешивания источника света. Если потолок и лампа повыше, то количество люксов в таблице 2 следует увеличить (по коэффициенту).

Видео описание

Видео покажет и расскажет, как рассчитать освещение в помещении.

Рассчитываем по затрачиваемой мощности электричества

Метод не совсем точен, но прост в вычислении. На освещение 1 м2 поверхности усреднённо требуется 20 Вт. Площадь освещения светодиодного светильника умножаем на количество требуемых ватт. Результат и есть общая мощность. Она делится на мощность самой лампы для определения числа ламп.

Всегда следует ориентироваться на действующие нормы освещённости для жилых помещений и на маркировку ламп производителя.

Таблица 3. Световые потоки по мощности светодиодных ламп

Мощность светодиодной лампы, 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

Для комплексной системы освещения с помощью нескольких светодиодных ламп следует рассчитывать суммарный поток составных элементов. Качество освещённости зависит от равномерного расположения осветительных ламп.

Пользователи Интернета без затруднений смогут выполнить расчёт светодиодных светильников по площади помещения в калькуляторе, разработанной сервисной программой. После ввода основных исходных данных для программы просчитается автоматически требуемый результат без дополнительных поисков нормативных данных и методов расчёта. Дробный результат округляется в большую сторону.

Коротко о главном

Санитарные нормы по освещённости устанавливаются для охраны здоровья и безопасности человека, поэтому при установке ламп обязательно сверяются с ними. Точно измерить поток света сложно и долго, для упрощения используются в расчётах справочные, сравнительные таблицы с усреднёнными данными.

Светодиодные лампы целесообразнее в применении почти по всем требованиям. Более высокая стоимость окупится на энергосбережении.

Источник https://lampaexpert.ru/kalkulyatory/raschet-osvescheniya-po-ploschadi-pomescheniya

Источник https://ledsshop.ru/skolko-lumenov-nuzno-na-1m2-v-kvartire-normy-osvesennosti-dla-raznyh-pomesenij/

Источник https://blog.brigada174.ru/raschjot-svetodiodnogo-osveshhenija-po-ploshhadi-pomeshhenija-metody-i-formuly/