Розрахунок світлодіодного освітлення кімнати в квартирі або будинку

При ремонті квартири до питань розрахунку освітлення зазвичай ставляться без особливої ​​відповідальності, і встановлюють світильники, як хочеться, прикидаючи яскравість світла “на око”. Однак освітлення це важлива частина будь-якого будівництва, як з дизайнерської, так і з інженерної точки зору. Більш того, існують державні документи, що нормують ці питання, як наприклад, СНИП 23-05-95 “Природне і штучне освітлення”.

У цій статті піде мова про те, як розрахувати світлодіодне освітлення для дому. Хоча розрахунки для виробничих та інших типів приміщень, а також із застосуванням інших типів джерел світла, в загальному аналогічні.

Освітленість і світловий потік

Метою розрахунків і проектування освітлення є досягнення нормованої освітленості для певного приміщення. Для кожного приміщення є свій норматив освітленості. Її можна обчислити виходячи з класу зорової роботи, тобто з того як багато і з деталями якої величини ви будете працювати, який колір фону на якому розташовується деталь, колір самої деталі і інші фактори.

Зазвичай це лякає людей далеких від теми, але не переживайте ми не будемо заглиблюватися в такі нетрі. Є таблиці з усередненими, типовими значеннями освітленості для кожного з типів приміщень, тому можна ними скористатися, нижче приведена одна з таких таблиць.

кімната Нормована освітленість, Лк
кухня 150
Дитяча 200
Ванна кімната, санвузол, гардеробна, коридори та ін. Госп. приміщення 50-75
кабінет 300
сходи 20
 вітальня 450

Але знати необхідну освітленість недостатньо.

По-перше, освітленість це величина світлового потоку на 1 кв. м. освітлюваної площі. Вона вимірюється в Люксах (Лк). Є й закон зворотних квадратів, який свідчить, що при видаленні джерела світла на певну відстань освітленість поверхні, що освітлюється знижується в квадрат раз. Тобто якщо настільну лампу підняти над столом на висоту 2 метри, то освітленість столу знизиться в 2 в квадраті рази або в чотири рази.

Е = Ф / S,

де E – освітленість, Ф – світловий потік, S освітлювана площа.

По-друге, в технічній документації або на упаковках джерел світла (ламп, світильників) вказують величину в люмен (Лм) – так вимірюють світловий потік.

Типи, схеми освітлення

Освітлення може бути штучним і природним. Якщо на природне освітлення ми слабо можемо впливати, то на штучне – легко. У свою чергу, штучне ділять на три типи, іноді кажуть три схеми освітлення:

1. Загальна. Коли нормована освітленість на висоті робочої поверхні досягається за площею всього приміщення. Перевагою цього типу є те, що ви отримуєте яскраве світло у всій кімнаті, в деяких випадках це ж може бути і недоліком.

До недоліків відносять високу початкову вартість, адже світильники і лампи такої потужності і в таких (в залежності від площі) кількостях потрібно для початку купити, обслуговування (будь-які лампи рано чи пізно згоряють і їх потрібно міняти), а також енергоспоживання потужної системи освітлення.

2. Місцеве. Тут нормована освітленість досягається тільки за площею робочої поверхні.

3. Комбіноване. Такий компроміс, коли робочі поверхні висвітлюються місцевими світильниками, типу брат, настільних ламп і іншого, а проходи, решта просторів кімнати висвітлюється в рази слабкіше стельовими світильниками (люстрами, якщо говорити про житловій кімнаті).

Розрахунок освітленості

Точність розрахунків освітлення, як зазвичай, залежить від їх складності, але в більшості випадків можна користуватися описаним нижче методом розрахунок освітлення за коефіцієнтом використання світлового потоку. Також варто відзначити, що на кількість світильників впливає не тільки випромінюється ними світловий потік, а й форма розподілу світла.

Якщо міркувати просто, то парою спрямованих джерел світла ви не досягнете рівномірного освітлення, в кращому випадку отримаєте пару потужних пучків світла і відбитий від стін розсіяне світло. А ось якщо світильники дають розсіяне приблизно рівномірне світло на всі боки, то досягнете дуже легко і рівномірної освітленості.

Припустимо, що ми розраховуємо освітлення вітальні, з таблиці, наведеної на початку статті видно, що нормована освітленість повинна бути 450 Лк. Для вітальні краще використовувати загальну схему освітлення, адже локальні переосвітлення навряд чи додадуть інтер’єри краси, а висвітлення функціональності.

Виходячи з формули:

E = Ф / S

Висловимо необхідний світловий потік:

Ф = E * S

А так також введемо два коефіцієнта, один поправочний, пов’язаний з висотою стель, а другий теж поправочний, але пов’язаний з типом джерел світла.

Якщо висота стель до 2.7 метрів – то Кз1 = 1, якщо від 2.7 до 3 – то Кз1 = 1.2. Для світлодіодних ламп Кз2 = 1.1-1.2, візьмемо 1.2, цей коефіцієнт передбачає зниження світлового потоку від світлодіодних ламп протягом терміну їх експлуатації.

Припустимо, що наша вітальня наступних розмірів – 3х4м з стелями висотою в 2.7 метра. тоді:

Ф = 450Лк * 12кв.м * 1 * 1.2 = 6480 Лм

Тобто нам потрібен такий джерело світла, щоб забезпечити світловий потік 5400 Лм. У світлодіодних ламп в середньому світловіддача знаходиться на рівні 80-120 Лм / Вт, візьмемо усереднено 100 лм / Вт, тоді нам потрібно 54 Вт світлодіодного світла.

З першого погляду може здатися, що це багато, але фактично ви можете добитися, встановивши 5 ламп на 12-14 Вт в люстру з п’ятьма ріжками. Але ж погодьтеся, що в вітальні таких розмірів, така люстра відмінно впишеться, і буде створювати достатню кількість світла.

Ми навели приклад на першій-ліпшій нам люстрі. Однак для підбору кількості світильників і кількості ламп в них є й інший, більш технічний метод.

Приймемо за N – кількість світильників, n – кількість ламп.

Щоб порахувати, скільки світильників зі світлодіодними лампами потрібно розмістити в кімнаті, потрібно визначитися з його світловим потоком. Тут є два варіанти.

1. Якщо ви будете вішати готові світильники, де лампи не замінюються, то потрібно подивитися документацію на нього, або знайти такий же в будь-якому інтернет магазині і подивитися його світловий потік, також це повинно бути написано на упаковці. Для прикладу візьмемо ось такі врізні світильники, їх заявлена ​​потужність 12 Вт, а світловий потік при цьому тисячі Лм.


Тоді: N = Фобщ / Фсветільніка

N = 6480/1000 = 6.48 світильників

Тут краще округлити в більшу сторону, тоді потрібно придбати і встановити 7 світлодіодних світильників.

2. Якщо у вас вже є люстра з декількома ріжками, наприклад з п’ятьма, то ви можете розрахувати, лампи, якої потужності потрібно вкрутити в неї:

w = Фобщ / (к-ть ріжків * 100)

Фобщ – загальний світловий потік, який ми розрахували вище – 6480, w – потужність лампи, 100 – це кількість Лм / Вт видаються світлодіодами

W = 6480/5 * 100 = 12.96

В принципі, потужність ламп збіглася, вище ми приблизно вказали 12-14 Вт. Розрахунки вірні.

У наведених розрахунках ми не враховували коефіцієнтів відбиття, це приблизні величини дозволяють оцінити приблизну кількість світла яке потрібно для ламп. Я навмисне опустив цю інформацію, виходячи з того, що навряд чи хтось буде так серйозно підходити до розрахунку освітлення для дому, а вибрати світильник і лампи такий розрахунок допоможе.

Автоматизація розрахунків освітлення

В 21 століття, велику частину проектної роботи автоматизували, для ПК є велика кількість програмного забезпечення. Його називають «системи автоматизованого проектування» або скорочено САПР.

І для освітлення є відмінні рішення, наприклад, програма Dialux допоможе розрахувати світлодіодне і інші типи освітлення, крім того в ній є приклади готових проектів, сильною стороною цієї програми є візуалізація зразкового підсумкового результату, якщо вам цікаво, пишіть в коментарях і ми зробимо детальний огляд цього ПО. У цьому відео продемонстровано роботу в Dialux. 

Для перевірки розрахунків можна використовувати онлайн-калькулятор. Їх безліч в мережі.

До речі, наші розрахунки виявилися досить точні, і кількість світильників збіглося, я вибрав подібні світильники тим, що наведені в прикладі.

Олексій Бартош

Ссылка на основную публикацию