Методы расчета освещенности: коэффициент использования светового потока, удельная мощность и точечный метод

расчет освещения точечным методом

Искусственное освещение – неотъемлемая часть архитектуры. Организация правильного освещения – трудоемкий процесс с массой нюансов, однако человек неискушенный воспринимает освещение, как должное. От правильного расчета освещенности помещения зависит здоровье людей, производительность труда, а порой даже жизни сотрудников, если речь идет о производственном помещении.

Недостаток освещения так же, как и его избыток, негативно сказывается в первую очередь на зрении человека, пребывающего в помещении. Сильное напряжение глаз приводит к скорой утомляемости и эмоциональной нестабильности.

Основная задача при планировании освещения в помещении – максимально приблизить искусственное освещения к тому, которое является максимально комфортным для человека, к естественному солнечному. Для этого существуют определенные нормы освещенности, регламентированные для каждого типа помещений в отдельности.

То, что мы привыкли воспринимать, как искусственное освещение, это продукт преобразования электрической энергии в конкретный вид электромагнитного излучения. Это преобразование происходит в осветительных электроустановках – люстрах, лампах, торшерах и так далее.

коэффициент использования светового потока

Правильное освещение напрямую влияет на работоспособность

Существует несколько видов расчета освещенности помещения.

Метод расчета освещенности по коэффициенту использования светового потока

Метод коэффициента использования светового потока применяется, чтобы рассчитать равномерность освещения поверхностей расположенных в горизонтальных плоскостях, независимо от типа используемых светильников.

Метод светового потока позволяет вычислить коэффициент каждого отдельного помещения, опираясь на основные характеристики, а также на свойства светоотражения материалов отделки. Его используют для расчета внутреннего освещения.

Освещение помещения во многом регулируется поверхностями, исполняющими ограждающую функцию. Они отражают большой процент потока света. Отражающими поверхностями выступают стены, пол и потолок, а также объекты и оборудование внутри помещения. Чем выше коэффициент отражения ограничивающих поверхностей, тем больше внимания необходимо уделить учету этого аспекта освещения. Отраженные потоки могут сравниться по мощности с прямыми и, если это не было взято в расчет на этапе планирования, могут существенно нарушить общий световой фон помещения.

Рассчитывая коэффициент необходимо учитывать такие факторы:

Система освещения. При выборе конкретного варианта нужно учесть функциональное предназначение помещения и правильно рассчитать точность зрительных работ, выполняемых в нем. Существует три основные системы: общее, местное и комбинированное освещение.

Источник света. Выбор источника обуславливается параметрами строительства, состоянием воздушной среды, дизайнерскими и экономическими соображениями.

  • Всем известные лампы накаливания – источник низкого качества. Они малоэкономичны, при этом показатели их светоотдачи варьируются от 7 до 26 лм/Вт. Спектр излучения этого типа ламп искаженный. Подробнее о технических характеристиках ламп накаливая тут.
  • Более дорогим и эффективным источником являются люминесцентные лампы, показатели светопередачи которых достигают 75 лм/Вт, а срок службы 10000 часов. Этот вариант более сложен в эксплуатации и утилизации.
  • Для больших помещений, высотой свыше 7 метров применяются лампы типа ДРЛ и металлогалогеновые лампы типа МГЛ.
  • В последнее время стали популярны светодиодные лампы, которые имеют немало преимуществ среди аналогов. Однако пока они не распространены в виде высокой стоимости. О технических характеристиках светодиодов читайте тут.

Тип светильника. Существует множество вариантов светильников. Выбор конкретного зависит от светотехнических и экономических требований. Светильники отличаются показателями распределения света. Выделяют такие типы:

  • Прямое распределение,
  • Преимущественно прямое,
  • Рассеянное,
  • Отраженное,
  • Преимущественно отраженное.

Также они отличаются по показателям кривой силы света. Среди вариантов:

  • Концентрированный тип,
  • Равномерный,
  • Глубокий,
  • Синусный,
  • Косинусный,
  • Широкий,
  • Полу широкий.

Расчет необходимого светового потока каждой лампы отдельно и всех источников света в целом производится по формуле. Коэффициент использования светового потока формула:

метод коэффициента использования светового потока

где Еmin — норма минимальной освещенности;

k — коэффициент запаса;

S — площадь, которая будет освещена в м2;

Z — коэффициент минимальной освещенности (коэффициент неравномерности освещения);

N — общее число светильников;

n — число ламп в каждом светильнике;

h — коэффициент использования светового потока в долях единицы.

Таблица – Расчетные значения светового потока наиболее распространенных источников света Фл

Тип лампы ФЛ, лм Тип лампы ФЛ, лм Тип лампы ФЛ, лм
ЛДЦ 40-4 1995 ЛДЦ80-4 3380 ДРЛ 80 3200
ЛД 40-4 2225 ЛД 80-4 3865 ДРЛ 250 11000
ЛХБ 40-4 2470 ЛХБ 80-4 4220 ДРЛ 1000 50000
ЛТБ 40-4 2450 ЛТБ 80-4 4300 ДРИ 250 18700
ЛБ 40-4 2850 ЛБ 80-4 4960 ДРИ 400 32000
ЛХБЦ 40-1 2000 ДРИ 1000 90000

Целью расчета является определение необходимого численности светильников, которые могут обеспечить минимальный уровень нормированной освещенности.

Минусом данного метода можно считать сложность расчета и не лучший показатель точности.

Метод удельной мощности

Этот вариант расчета не самый точный, поэтому его используют при ориентировочных расчетах. Его преимуществом является простота. Расчет освещения методом удельной мощности ведется по этой формуле:

расчет освещения методом удельной мощности

где р — показатель удельной мощности, Вт/м2;

S — площадь освещаемого помещения в м2;

n — количество ламп в осветительной установке.

Удельная мощность – это частное от деления общей мощности лампы на площадь помещения. Она также зависит от типа светильника, высоты его подвеса, свойств отражающих поверхностей и выбранной нормы освещения.

метод удельной мощности

Размещение светильников в помещении

Н – высота помещения; hс – высота свеса (расстояние от перекрытия до светильника); hп – высота светильника над полом; hр – высота рабочей поверхности (расстояние от пола до рабочей поверхности); h – расчетная высота (расстояние от светильника до рабочей поверхности); Lа – расстояние между светильниками в ряду; Lв – расстояние между рядами светильников; l – расстояние от крайних светильников или их рядов до стены.

Существуют нормированные показатели удельной мощности разных ламп. Чем меньше площадь освещаемого помещения, тем больше значение удельной мощности каждой лампы.

Если выбранный тип светильника не отвечает стандартным требованиями мощности, его следует заменить на ближайшую по значению стандартную большую лампу. Для жилых и производственных помещений существуют разные нормы – от 3,5 до 12 Вт/м2 и от 3 до 10 Вт/м2 соответственно.

В интернете или литературе можно найти таблицы расчетов методом удельной мощности.

Точечный метод расчета освещения

Т очечный метод расчета искусственного освещения позволяет установить уровень освещенности каждой точки в помещении, независимо от расположения в горизонтальной, вертикальной и наклонной плоскостях.

Этот метод невероятно трудоемкий, однако результат стоит затраченных усилий. Он позволяет получить наиболее точные данные и зависит лишь от того, насколько добросовестно инженер выполнит все расчеты.

Расчет освещения точечным методом также используется для расчета неравномерного освещения: общего, местного, наружного, локализованного. Освещенность помещения, согласно расчету, должна в любой точке достигать значения нормы даже при условии, когда срок службы источника света подходит к концу.

За основу расчета берется основной закон светотехники. Формула произведения расчета зависит от светового прибора и характеристик объекта. В расчете используются специальные вспомогательные номограммы, графики и таблицы.

точечный метод расчета искусственного освещения

где I — сила света в направлении от источника к точке, кд;
cos а — косинус угла падения луча на плоскость;
R — расстояние между источником и точкой, м.

Прежде чем начать расчет необходимо вычертить схему размещения осветительных приборов в масштабе. Это позволит определить геометрические соотношения и углы падения света.

точечный метод расчета искусственного освещения

К расчету освещения точечным методом. С — светильник, О — проекция светильника на расчетную плоскость, А — контрольная точка.

Представленные методы расчета освещенности помещений наиболее часто используются специалистами. Выбор конкретного метода должен быть обусловлен функциональным предназначением помещения, а также количеством средств, которые будут вложены в освещение.

Расчет освещенности помещения крайне важен для будущей эксплуатации здания.

Можно самостоятельно рассчитать освещение, однако если Вы не уверены в своих силах, стоит нанять специалиста. От правильности произведенных расчетов зависит очень многое.

Главное управление строительства разработало специальные нормативные правила, занесенные в специальную документацию под названием СНиП. При произведении расчетов необходимо опираться на этот документ.

Помните, что от правильного расчета освещенности и подбора осветительного оборудования будет зависеть здоровье, а иногда и жизни людей. Нужно крайне ответственно отнестись к этому процессу, несмотря на то, что качественное его исполнение может отнять достаточно значительный промежуток времени и большое количество сил. Помните, что здоровье человека превыше всего и оно явно стоит затраченных на это усилий.

Всего комментариев: 2 Комментировать

  1. Олег /

    Проще обратиться в специальную контору, которая занимается расчетом таких моментов. Тем более покупка необходимого оборудования все-равно выйдет дороже чем услуги специалиста. А вот удельная мощность не всегда помогает. К примеру, если взять точечные светильники с галогеновыми лампами, которые в среднем по 35 Ватт. По идее, если установить 5 штук получим 175 Ватт мощности, что должно хватить на среднюю комнату (12-15 кв метров), на практике же такого света явно не хватает.

  2. Елена /

    Вы рассчитываете и коэффициент использования светового потока, и удельную мощность и ещё много-много всякой всячины. Но почему никому не приходит в голову рассчитать, сколько денег платит рядовой налогоплательщик за электроэнергию, затраченную на декоративную подсветку в тёмное время суток туристических объектов, таких, как Московский Кремль, Эрмитаж в Санкт-Петербурге, и многое другое?

Оставить ответ