Постараюсь очень кратко и просто изложить метод ручного расчета освещения в помещениях, которому меня научили на курсе «Расчет освещения» школы светодизайна LiDS.
Какой должна быть освещенность
При планировании освещения, в первую очередь нужно определить соответствующую нормам целевую освещенность и посчитать общий световой поток, который должны давать светильники в помещении.
С нормативами определиться просто – либо ищем свой тип помещения в таблицах СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» и СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение», либо соглашаемся с основным требованием по освещенности жилых помещений – 150лк или офисных помещений с компьютерами – 400лк.
Грубая оценка необходимого светового потока
По умолчанию расчет освещенности делается в программе Dialux.
результат хотя бы приблизительно нужно знать заранее, чтобы сверить данные с оценкой «на глазок».
Как написано даже в Википедии, средняя освещенность поверхности — это отношение падающего на нее светового потока к площади. Но в реальном помещении часть светового потока светильника рабочих плоскостей не достигает, пропадая на стенах. Освещенность в помещении – это отношение общего светового потока светильников к площади помещения с поправочным коэффициентом «η».
Долю света «η», который доходит до рабочих поверхностей, можно оценить на глазок. В самом общем приближении для некоего очень среднего помещения с какими-то там светильниками до рабочих поверхностей доходит примерно половина света, а значит для очень грубой оценки можно использовать коэффициент η = 0,5.
Например, в комнате площадью 20м2 светильник со световым потоком 700лм (эквивалент лампы накаливания 60Вт) создаст освещенность Е = 0,5 × 700лм / 20м2 = 18лк. А это значит, что для достижения норматива в 150лк, нужно F = 700лм × (150лк / 18лк) =5800лм, или эквивалент 8-ми лампочек накаливания по 60Вт!
(Полкиловатта ламп накаливания на небольшую комнату! Понятно, почему нормы освещенности для жилых помещений гораздо ниже, чем для учреждений, и почему учреждения уже давно никто лампами накаливания не освещает.)
Более точный метод ручного расчета
Но так как помещения бывают с разными стенами, разной формы, с высокими или низкими потолками, поправочный коэффициент не обязательно равен 0,5 и для каждого случая свой: на практике, от 0,1 до 0,9. При том, что разница между η = 0,3 и η = 0,6 уже означает разбег результатов в два раза.
Точное значение η нужно брать из таблиц коэффициента использования светового потока, разработанных еще в СССР. В полном виде с пояснениями таблицы привожу в отдельном документе. Здесь же воспользуемся выдержкой из таблиц для самого популярного случая. Для стандартного светлого помещения с коэффициентами отражения потолка стен и пола в 70%, 50%, 30%. И для смонтированных на потолок светильников, которые светят под себя и немного вбок (то есть имеют стандартную, так называемую, «косинусную» кривую силы света).
Табл. 1 Коэффициенты использования светового потока для потолочных светильников с косинусной диаграммой в комнате с коэффициентами отражения потолка, стен и пола – 70%, 50% и 30% соответственно.
В левой колонке таблицы указан индекс помещения, который считается по формуле:
, где S — площадь помещения в м2, A и B — длина и ширина помещения, h — расстояние между светильником и горизонтальной поверхностью, на которой рассчитываем освещенность.
Если нас интересует средняя освещенность рабочих поверхностей (стола) в комнате площадью 20м2 со стенами 4м и 5м, и высоте подвеса светильника над столами 2м, индекс помещения будет равен i = 20м2 / ( ( 4м + 5м ) × 2,0м ) = 1,1.
остоверившись, что помещение и лампы соответствуют указанным в подписи к таблице, получаем коэффициент использования светового потока – 46%. Множитель η = 0,46 очень близок к предположенному навскидку η = 0,5. Средняя освещенность рабочих поверхностей при общем световом потоке 700лм составит 16лк, а для достижения целевых 150лк, потребуется F = 700лм × ( 150лк / 16лк ) = 6500лм.
Но если бы потолки в комнате были выше на полметра, а комната была не «светлым», а «стандартным» помещением с коэффициентами отражения потолка, стен и пола 50%, 30% и 10%, коэффициент использования светового потока η составил бы (см. расширенную версию таблицы) η = 0,23, и освещенность была бы ровно вдвое меньше!
Проверяем расчеты в диалюксе
Построим в диалюксе комнату 4 × 5м, высотой 2,8м, с высотой рабочих поверхностей 0,8м и теми же коэффициентами отражения, что и при ручном счете. И повесим 9шт мелких светильников с классической косинусной диаграммой по 720лм каждый (6480лм на круг).
Рис. 1 Взятый для примера светильник Philips BWG201 со световым потоком 720лм, и его классическое «косинусное» светораспределение
Получится ли у нас средняя освещенность рабочих поверхностей в 150лк, как мы оценили вручную? Да, результат расчета в Dialux – 143лк (см. рис2), а в пустой комнате без мебели и человеческой фигуры – 149лк. В светотехнике же значения, различающиеся менее чем на 10% считаются совпадающими.
Рис. 2 Результат расчета в диалюксе – средняя освещенность рабочей поверхности (при коэффициенте запаса 1,0) составила 143лк, что соответствует целевому значению 150лк.
Рис. 3 Красивые картинки, в которые верят люди.
Заключение:
На грубую оценку примитивным методом по формуле E = 0.5 × F / S потребуется 1 минута времени, на уточнение коэффициента использования по таблицам – еще 3 минуты, на проект в диалюксе после некоторого обучения – около 20 минут и еще 20 минут, если хочется «навести красоту». Диалюкс выдает очень красивые картинки (см. рис. 3), которые стоят потраченного труда, потому что в них верят люди. Но по соотношению эффективности и трудозатрат оценка освещенности врукопашную вне конкуренции. Ручной счет прост, надежен и эффективен как саперная лопатка, дает уверенность и понимание.
Источник: habr.com
Проектирование освещения помещений
Прежде чем расставлять светильники, в программе задаются параметры помещений или установок, где необходимо применять свет. Если предоставлена информация, также расставляются предметы, особенно важны те, которые могут создавать большую теневую зону: например, столбы, перегородки, стеллажи и другие крупногабаритные объекты.
Задается высота помещений, но здесь важно понимать, высота помещения зачастую не равна высоте подвеса светильника! (где уточнять заданную высоту подвеса светильника, используемые в расчете, рассмотрим чуть позже).
Источник: Niteos.ru
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.
Для примера предлагаем рассчитать количество и мощность светодиодных ламп для жилой комнаты в многоквартирном доме, размером 20 квадратных метров при высоте потолков 2,6 метра.
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.
Источник: www.calc.ru
2.4.1 Общие рекомендации по светотехническим расчетам
Светотехнические расчеты позволяют выполнить следующее:
а) определить количество и единичную мощность источников света осветительной установки, обеспечивающей требуемую освещенность в помещении (на рабочей поверхности);
б) для существующей (спроектированной) осветительной установки рассчитать освещенность в любой точке поверхности освещаемого помещения;
в) определить качественные показатели осветительной установки (коэффициент пульсации, цилиндрическую освещенность, показатели ослепленности и дискомфорта).
Основной светотехнический расчет освещения заключается в решении задач по приведенным выше пунктам а) и б). Для этой цели применяются два метода расчета электрического освещения: метод коэффициента использования светового потока и точечный метод.
Метод коэффициента использования светового потока применяется для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей, в основном для расчета светового потока источника (источников) света. Этот метод позволяет рассчитывать также среднюю освещенность горизонтальной поверхности с учетом всех падающих на нее потоков, как прямых, так и отраженных. Он не применим при неравномерном размещении светильников, расчете освещенности в характерных точках как негоризонтальных, так и горизонтальных поверхностей.
Упрощенной формой метода коэффициента использования светового потока является метод удельной мощности на единицу освещаемой площади. Применяется этот метод для ориентировочных расчетов общего равномерного освещения. Максимальная погрешность расчета по методу удельной мощности составляет 20%.
Точечный метод расчета освещения позволяет определить освещенность в любой точке поверхности освещаемого помещения при любом равномерном или неравномерном размещении светильников. Он часто используется как поверочный метод для расчета освещенности в характерных точках поверхности. С помощью точечного метода можно проанализировать распределение освещенности по всему помещению, определить минимальную освещенность не только на горизонтальной, но и наклонной поверхности, рассчитать аварийное и местное освещение.
Основной недостаток точечного метода расчета заключается в неучете отраженного светового потока от стен, потолка и рабочей поверхности помещения.
В тех случаях, когда не может быть применим ни один из названных методов, например, при расчете неравномерного освещения помещения со значительными отражающими свойствами стен, потолка и рабочей поверхности, то используют оба метода, действуя комбинированным способом.
2.4.2 Метод коэффициента использования светового потока
Методом коэффициента использования светового потока рассчитывают общее равномерное освещение горизонтальных поверхностей.
По этому методу расчета освещенность на горизонтальной поверхности определяют с учетом светового потока, отраженного от стен, потолка и самой рабочей поверхности.
Метод коэффициента использования применим для расчета освещения помещений светильниками с разрядными лампами и лампами накаливания.
Коэффициентом использования светового потока осветительной установки называется отношение светового потока, падающего на горизонтальную поверхность, к суммарному потоку всех ламп, размещенных в данном освещаемом помещении
=(Фп+Фотр)/nФл=Фр/nФл, (2.9)
где Фп – световой поток, падающий от светильников непосредственно на освещаемую поверхность, лм;
Фотр – отраженный световой поток, лм;
Фл – световой поток лампы, лм;
Фр – результирующий световой поток, лм;
n – количество ламп в освещаемом помещении.
При расчете по методу коэффициента использования световой поток светильника, лампы, или ряда светильников необходимый для создания заданной минимальной освещенности определяется по формуле
Ф = Еmin kз S z / n , (2.10)
где Еmin – заданная минимальная (нормируемая) освещенность, лк;
kз – коэффициент запаса (принимается по табл. П6);
S – площадь помещений, м2;
z – отношение Еср/Еmin (коэффициент неравномерности освещения, принимается 1,15 для ЛН и ДРЛ, 1,1 – для ЛЛ);
n – количество светильников, ламп или рядов светильников (как правило, принимается до расчета по сетке размещения светильников);
— коэффициент использования светового потока, о.е.
В практике светотехнических расчетов значение определяется из таблиц [10], связывающих геометрические параметры помещений (индекс помещенияi) с их оптическими характеристиками – коэффициентами отражения (п– потолка,с– стен,р– рабочей поверхности или пола) и КСС конкретных типов светильников.
По мере того, как число типов светильников, применяемых в практике непрерывно возрастает, обращение к таблицам, рассчитанным для конкретных светильников, затрудняется. Такое положение привело к разработке [11] унифицированных таблиц значений коэффициента использования, применительно к классификационным КСС (табл. П11).
Тогда коэффициент использования светового потока определится по выражению:
= сп, (2.11)
где с – к.п.д. светильника, о.е.;
п – к.п.д. помещения – унифицированное значение коэффициента использования, принятое по табл. П.11.
Индекс помещения определяется по формуле:
, (2.12)
где А и В – соответственно длина и ширина помещения, м;
Нр – расчетная высота подвеса светильников, м.
Для помещений с А/В 10, можно считать i=В/Нр.
Приблизительные значения коэффициентов отражения ((п, с, р) можно принять по следующим характеристикам помещения:
-
побеленный потолок и стены – 70%;
-
побеленный потолок, стены
окрашены в светлые тона – 50%;
-
бетонный потолок, стены оклеены
светлыми обоями, бетонные стены — 30%;
-
стены и потолок в помещениях
оштукатуренные, темные обои — 10%.
Если в формулу 2.10 в качестве n подставлялось значение равное количеству ламп, то по рассчитанному световому потоку выбирается ближайший стандартный источник света (лампа) в пределах допустимых отклонений – -10…+20 %. Если такое приближение не выполняется, то корректируется число ОП.
Если в формулу 2.10 в качестве n подставляется количество рядов светильников, то расчетным световым потоком является световой поток одного ряда светильников (Фр). Тогда по найденному Фр выполняется компоновка ряда, т.е. определяется число и мощность светильников, при которых Фр близко к необходимому.
Определяются габаритные размеры светильников, и суммарную длину ряда светильников сопоставляют с длиной помещения. При этом возможны следующие случаи:
а) суммарная длина светильников превышает длину помещения – необходимо или применить более мощные лампы, или увеличить число рядов, или компоновать ряды из сдвоенных, строенных и т.д. светильников;
б) суммарная длина светильников равна длине помещения – задача решается путем устройства непрерывного ряда светильников;
в) суммарная длина светильников меньше длины помещения – принимается ряд с равномерными разрывами между светильниками.
По выражению 2.10 может решаться и обратная задача – по заданному световому потоку лампы, светильника для обеспечения нормируемой освещенности в помещении рассчитываться количеством источников света, светильников.
Источник: studfile.net
ООО «ФОКУС Поволжье» предлагает услуги по светотехническому расчёту с применением нашей продукции: LED светильников и сопутствующего оборудования. Благодаря профессионализму наших сотрудников, мы разрабатываем максимально эффективные проекты освещения, которые позволяют создать достаточно интенсивный свет на рабочих местах, при этом сэкономить на затратах электроэнергии и обслуживании всей сети.
Светотехнический расчёт для промышленных предприятий
Преимущество применения светодиодного освещения на промышленных предприятиях обусловлено оптимизацией затрат на электроэнергию при возможностях создания необходимого уровня освещённости рабочих и функциональных зон. Грамотно разработанный проект направлен на создание горизонтального и вертикального освещения, в котором учитываются требования по технике безопасности и степени освещённости.
Важную роль в создании освещения играет комфорт для сотрудников. Рабочие места должны быть освещены достаточно хорошо, но не создавать засветы или блики. При разработке проекта освещения мы учитываем расположение всех рабочих зон на предприятии, специфику производства и требования безопасности.
Грамотный расчёт освещения направлен на:
— создание комфортных условий труда сотрудников;
— повышение работоспособности персонала;
— предотвращение любых аварийных ситуаций;
— оптимизацию затрат на установку оборудования и электроэнергию;
— снижение эксплуатационных затрат.
При расчёте освещения учитываются следующие нюансы:
— структура объекта, расположение помещений и рабочих мест;
— количество и тип световых приборов;
— месторасположение источников света, их интенсивность и ориентация;
— мощность световых элементов;
— температурный режим в помещении;
— степень запылённости и наличие различных паров при работе.
В зависимости от этих показателей подбирается оборудование для создания освещения, способное гарантировать бесперебойную подачу электроэнергии. Разрабатываемые нами проекты отвечают техническим требованиям к освещённости объектов в соответствии с их типом: промышленные, производственные, складские и прочие.
Мы выполняем светотехнический расчёт в совокупности с технико-экономическим обоснованием использования оборудования и LED светильников.
Анализ условий эксплуатации
При расчёте освещения нами учитываются условия окружающей среды в помещении. Данные параметров светового потока светильников предоставляются при температуре воздуха +25 градусов по Цельсию +/- 1-2 градуса. При этом их нельзя применять ко всем типам помещений.
В определённых производственных условиях температура воздуха может подниматься до 60 градусов по Цельсию. Также есть возможность загрязнения светильников при высоком содержании пыли в воздухе, паров масел и конденсата. Световой поток при этом снижается.
При светотехнических расчётах нами подбираются типы LED-светильников, которые имеют эффективные радиаторы, позволяющие отводить тепло от нагревания самих светодиодов. Тем не менее, предотвратить оседание частичек пыли и паров масел на решётке радиатора светильника нет возможности. Из-за этого постепенно снижается качество светового потока. Этот факт учитывается при выполнении светотехнического расчёта.
Этапы разработки проекта освещения
Расчёт и непосредственно создание проекта освещения выполняется в два этапа:
1. Изучение объекта и получение исходных данных. На этом этапе заказчик, владелец объекта или менеджер предоставляет всю информацию о нём: функциональное назначение, материалы отделки, порядок размещения оборудования, рабочих мест или систем хранения, тип и высота потолков. Также важно учитывать и допустимую мощность в электросети. Для наиболее достоверной информации необходимо предоставить фотографии или схемы помещений с указанием всех размеров.
2. Создание концепции освещения. На основе полученных данных об объекте, а также руководствуясь нормами освещенности и безопасности в производственных, складских, офисных и других помещениях, наши специалисты подбирают наиболее эффективные решения. При подборе оборудования также учитывается множество других факторов: ценовой диапазон, внешний вид осветительных приборов и другие. Каждый проект выполняется индивидуально.
Готовые расчёты предоставляются с перечнем рекомендуемого оборудования для всей сети, включая типы и количество LED светильников для каждой точки освещения.
Концепция освещения
В это понятие входит проработка всех нюансов с учётом требований безопасности и комфорта для работы. Так, для создания наиболее эффективного освещения может комбинироваться горизонтальное и вертикальное расположение источников света. К примеру, в складских помещениях вертикальный свет используется для подсветки полок и ниш. Это позволяет обеспечивать должный комфорт для работы сотрудников склада и повышать их эффективность.
В зависимости от характеристик освещаемых зон, подбираются LED светильники с разными параметрами распределения света: широкое рассеивание или направленный световой поток, пучок света или узкий луч. В соответствии с требованиями к качеству освещения применяются отдельные светильники или непрерывные ряды.
Такой подход позволяет добиться наибольшей эффективности и исключить нерациональное использование электроэнергии.
Профессиональная разработка систем освещения
Работы выполняются на профессиональном программном обеспечении DIALux. Благодаря этому, мы эффективно подбираем наилучшие решения для создания необходимой степени освещения и максимально точно рассчитываем уровень энергопотребления отдельно для каждой точки и всей сети в целом.
Этот программный продукт позволяет выполнять не только расчёт, но и проектировать компоненты всей сети с учётом требований безопасности. Программа используется передовыми дизайнерами во многих странах мира.
Готовый расчёт освещения
Готовый проект со всеми расчётами предоставляется в формате pdf-файла, который вы можете использовать в качестве официального документа при монтаже освещения, согласовании или при прочей необходимости. В частности, данные, указанные в светотехническом расчёте, могут быть использованы для анализа расходов на электроэнергию, а также обслуживание системы освещения: при замене светильников и других элементов сети, монтаже, утилизации и иных манипуляциях.
Заказать светотехнический расчёт можно по телефону +7(927) 466-00-87 или по почте info@focus-light.ru. Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время для уточнения деталей.
Источник: www.focus-light.ru