Как правильно рассчитать освещение по площади помещения

За комфорт в жилище отвечают многие системы. Водоснабжение, энергообеспечение, отопление, освещение делают жизнь людей уютнее, безопаснее и проще. Свет влияет на психологическое и эмоциональное здоровье человека, утомляемость глаз, полноценность отдыха, поэтому важно грамотно подобрать подсветку. Чтобы создать качественную осветительную систему, нужно рассчитать количество лампочек, определиться с необходимым уровнем освещенности и провести другие расчеты.

Что учитывается в расчете освещенности комнаты

Создание качественной подсветке в каждом помещении зависит от ряда факторов. К ним относятся площадь комнаты, ее предназначение, расстановка мебели, необходимость зонирования, отделка и другие критерии.

Раньше расчеты для каждого конкретного помещения производились с учетом мощности. Использовались таблицы, в которых в зависимости от типа комнаты высчитывалась суммарная мощность ламп. Этот метод является некорректным, так мощность – это единица расчета энергии, а не светового потока. Связь этих двух величин есть, но она не подчиняется строгому соотношению, подходящему для всех осветительных приборов. Такой способ подходил только для лампочек накаливания. Люминесцентные, светодиодные и другие приборы потребляют другое количество электроэнергии и дают другой уровень яркости.

Выбирать источники света стоит по световому потоку и освещенности. Эти величины связаны друг с другом. Световой поток 1 Лм на площадь, равную 1 кв.м., создает освещенность 1 лк. Для каждой комнаты есть своя норма.

Нормы освещенности

Санитарные нормы, прописанные в официальных документах СНиП и СанПиН, требуют следующего уровня освещенности для жилых помещений:

• жилые комнаты 150 лк;
• детская 200 лк;
• кабинеты, библиотеки 300 лк;
• комната для выполнения точных чертежных работ 500 лк;
• кухня 150 лк;
• ванная, санузел 50 лк;
• сауна, баня 100 лк;
• коридор 50 лк;
• лестничная площадка 20 лк;
• гардеробная 75 лк%
• крыльцо 6 лк;
• площадка рядом с запасным входом 4 лк;
• дорожка у входа в дом на протяжении 4 метров 4 лк.

Нормы уровня освещенности считаются оптимальными и проверенными, поэтому их стоит придерживаться. Большая или меньшая освещенность может привести к быстрой утомляемости, невозможности сосредоточиться на выполняемом деле и негативному влиянию на психику человека.

Проведение расчетов

Есть упрощенные расчеты освещения в помещении. Они связаны с площадью комнаты и необходимым световым потоком. Умножение площади на поток света дает освещенность, из которой потом можно высчитать необходимое число ламп. Аналогично производится расчет мощности освещения по площади.

Пример расчета: есть гостиная площадью 15 кв.м. Для ее освещения понадобится 15х150=2250 лк. По этому значению подбираются лампочки. Если взять источники света с освещенностью 500 лк, для подсветки гостиной потребуется 5 ламп.

Такие расчеты света по площади не совсем корректны, так как не учитывают индивидуальные особенности помещения. Более точный способ рассчитать световой поток для помещения использует следующую формулу:

Fл = (Ен × Sп × k × q) / (Nc × n × η)

В этот расчет света входит множество параметров, учитывающих вид используемых ламп, цвета стен, наличие или отсутствие плафона на светильнике.

• Fл (лм) – необходимый световой поток, который должна иметь каждая лампа в светильнике.
• Ен – норма освещенности, взятая в таблице для каждого вида помещений.
• Sп – общая площадь помещения.
• K – коэффициент запаса. Для каждого вида ламп имеет свое значение. Для люминесцентных лампочек 1.2, для обычных ламп накаливания и галогенных 1.1, для светодиодов 1.
• q – коэффициент неравномерного свечения. Также различен для разных источников света. Любые лампы накаливания 1.15, ртутные газоразрядные 1.15, люминесцентные 1.1, светодиодные 1.1.
• Nс – предполагаемое число светильников.
• N – количество лампочек в одной люстре.
• η — коэффициент использования светового потока. Этот параметр учитывает многие особенности комнаты, его можно определить по таблице. Зависит от площади комнаты, высоты установки источника света, отражающей способности стен, пола и потолка в зависимости от цвета отделки.

Полученное значение подходит только для общего освещения. Для декоративной и акцентной подсветки вычислить уровень освещенности нельзя.

Все приведенные расчеты можно сделать с помощью онлайн калькуляторов.

Характеристики источников света

После расчета необходимого уровня освещенности можно переходить к выбору лампочек. Они подбираются с учетом следующих критериев:

• Тип цоколя. Зависит от того, какой используется в светильнике. В крупных устройствах ставятся цоколи Е, в точечной подсветке могут применяться G и другие виды.
• Потребляемая мощность. Зависит от конкретного типа лампочки.
• Напряжение питания. Сетевое напряжение составляет 220 В, частота 50 Гц. Не все лампы работают на такой частоте, для устройств на 12 В и 24 В требуется установка понижающего трансформатора.
• Цветовая температура. Оптимальный диапазон для помещения от 2600 К до 5000 К. Теплый свет дают лампы 2600-3500 К, дневной белый 3500-4000 К, холодный 4000-5000 К.
• Световой поток. Показывает, насколько ярко лампочка будет освещать площадь.

В домах для общей подсветки используется 4 типа ламп – накаливания, галогенные, люминесцентные, светодиодные. Все они имеют свои характеристики, плюсы и минусы.

Лампы накаливания

Это самый дешевый вид лампочек. Они дают приятный желтый свет. Лампы накаливания уже практически полностью заменены другими источниками света, так как являются неэффективными. К недостаткам можно отнести малый КПД, большое потребление энергии, малый срок службы, хрупкость и небезопасность.

Галогенные источники

Имеют схожую конструкцию с лампой накаливания, но есть свои особенности. В первую очередь, это касается колбы – она выполнена из кварцевого стекла. Оно позволяет выдерживать высокие температуры, поэтому внутри колба заполняется парами йода, брома и других галогенов. Срок службы за счет отказа от хрупкой нити накала повышается, но многие недостатки сохраняются. Из-за применения кварца к колбе нельзя прикасаться голыми руками. Жировые пятна приводят к тому, что стекло становится тонким и хрупким и может взорваться.

Преимущества – широкое разнообразие, более высокий КПД, диапазон цветовых температур от 2800 до 3000 К.

Недостатки – высокая температура во время работы, хрупкость, неэкологичность, сложность утилизации, большое потребление электроэнергии.

Люминесцентные приборы

Этот тип раньше был представлен длинными лампами-трубками. Сейчас появились модели со стандартными цоколями под обычный патрон. В быту люминесцентные лампочки называют энергосберегающими. Состоят из стеклянной колбы, покрытой внутри люминофором и заполненной смесью газов.

Достоинства: высокая светоотдача, малое потребление энергии, длительность срока службы, широкий диапазон рабочих температур.

Недостатки: наличие ртути внутри колбы, сложность утилизации, наличие уф излучения, мерцание, долгий старт, ограниченное число циклов включения и выключения.

Светодиоды

Светодиодные источники света считаются самым удачным вариантом для дома. Они не содержат в составе вредных веществ, работают лишь на свечении от полупроводникового кристалла. Имеют широкий ассортимент по цветам, размерам, формам.

К преимуществам относят низкую потребляемую энергию, высокий КПД, долговечность, отсутствие мерцаний, безопасность, широкий диапазон рабочих температур, разнообразие цветовых температур. Благодаря малому нагреву светодиоды можно устанавливать в натяжные потолки не боясь того, что полотно может быть деформировано. При покупке в профессиональном магазине от известного изготовителя дается гарантия, по которой лампу можно поменять при производственном браке.

Светодиодные лампы имеют один существенный недостаток – высокая стоимость. Дешевые модели не будут изготовлены из качественных материалов, поэтому лампы будут быстро перегорать из-за отсутствия достаточного отвода тепла. Также в приборе неизвестного производства может отсутствовать драйвер – тогда лампа будет реагировать на любые скачки напряжения и быстро выйдет из строя.

Расчет освещения светодиодами

При расчете уровня освещения, создаваемого светодиодными источниками, можно пользоваться простой формулой:

Световой поток одной лампочки = площадь освещения * уровень освещенности данного помещения / число ламп.

Освещение на один квадратный метр равняется:

Уровень освещенности = число ламп * световой поток / площадь комнаты.

Число лампочек зависит от способа монтажа светильников и люстр. Если лампы будут устанавливаться в классическую люстру, световой поток должен выбираться по необходимому уровню интенсивности. Если точечные источники света монтируются по периметру, уровень интенсивности нужно разделить на световой поток ламп. Также нужно учитывать, что на натяжном потолке светильники не должны располагаться ближе 25 см друг от друга.

Эффективный угол освещения светодиодов составляет 120 градусов. Поэтому важно следить за тем, чтобы свет распространялся равномерно и не было неосвещенных участков помещения. Этого можно достигнуть путем пропорционального уменьшения мощности каждой лампочки.

Также учитывается высота установки. Точечные приборы ставятся выше на 20-30 см, чем лампочки в люстре, поэтому интенсивность должна быть выше примерно на 20%.

Нередко замена классических источников света на светодиодные производится во время капитального ремонта или других строительных работ. В результате может оказаться, что света в комнате недостаточно. Основная причина – в расчете светильников по площади помещения не были учтены коэффициенты отражения от поверхностей.

Для разных цветов помещений используются следующие коэффициенты:

• белая поверхность – 70%;
• светлая – 50%;
• серая – 30%;
• темная – 10%;
• черная – 0%.

Коэффициент отражения будет равняться сумме коэффициентов пола, потолка и стен, деленный на 3. Полученное усредненное значение можно использовать в итоговых расчетах.

Расчет количества светодиодных светильников в помещении с белым потолком, серыми обоями и светлым ламинатом

Средний коэффициент отражения = (0,7 + 0,3 + 0,5) / 3 *1,2= 0,6

Если в комнате будут установлены светодиодные приборы со световым потоком 1200 лм, необходимый световой поток будет равен 1200*0,6=720.

Чтобы вычислить, сколько светодиодных ламп нужно для освещения комнаты 20 кв.м, можно использовать формулу: уровень освещенности * площадь комнаты / световой поток. Тогда для гостиной (освещенность 150 люкс) число ламп мощностью 20 Вт (дает световой поток в 250 люмен) будет равняться 150*20/250=12 штук.

Расчет мощности светодиодных ламп для помещения производится следующим образом: площадь перемножается на число лампочек и на мощность каждого изделия.