Как найти освещенность формула – Расчет освещения по площади помещения

Содержание

Сила света, формула: общие сведения о понятии

 

Одним из самых интересных и неоднозначным явлением нашего мира является свет. Для физики это один из основополагающих параметров многочисленных расчетов. С помощью света ученые надеются отыскать разгадку существования нашей вселенной, а также открыть для человечества новые возможности. В повседневной жизни свет также имеет большое значение, особенно при создании качественного освещения в различных помещениях.

Одним из важных параметров света является его сила, которая характеризует мощность данного явления. Именно силе света и расчету этого параметра будет посвящена данная статья.

Общие сведения о понятии

В физике под силой света (Iv) подразумевается мощность светового потока, определяемая внутри конкретного телесного угла. Из этого понятия следует, что под данным параметром подразумевается не весь имеющийся в пространстве свет, а лишь та его часть, которая излучается в определенном направлении.

Сила света

В зависимости от имеющегося источника излучения, данный параметр будет увеличиваться или уменьшаться. На его изменения будет оказывать прямое воздействие значения телесного угла.

Обратите внимание! В некоторых ситуациях сила света будет одинаковой для угла любого значения. Это возможно в тех ситуациях, когда источник светового излучения создает равномерное освещение пространства.

Этот параметр отражает физическое свойство света, благодаря чему он отличается от таких измерений, как яркость, которая отражает субъективные ощущения. Помимо этого сила света в физике рассматривается как мощность. Если быть точнее, она оценивается как единица мощности. При этом мощность здесь отличается от своего привычного понятия. Здесь мощность зависит не только от энергии, которую излучает осветительная установка, но и от такого понятия, как длина волны.
Стоит отметить, что чувствительность людей к световому излучению напрямую зависит от длины волны. Эта зависимость нашла отражение в функции относительно спектральной световой эффективности. При этом сама сила света является зависимой от световой эффективности величиной. При длине волны в 550 нанометров (зеленый цвет) данный параметр примет свое максимальное значение. В результате этого глаза человека будут более или менее чувствительны к световому потоку при различных параметрах длины волны.
Единица измерения для данного показателя является кандел (кд).

Обратите внимание! Сила излучения, которое исходит от одной свечки, будет примерно равна одной канделе. Ранее применявшаяся для формулы расчета международная свеча равнялась 1,005 кд.

Свечение одной свечи

В редких случаях применяется устаревшая единица измерения – международная свеча. Но в современном мире уже практически везде используется единица измерения для этой величины – кандела.

Диаграмма фотометрического параметра

Iv представляет собой наиболее важный фотометрический параметр. Кроме этой величины к важнейшим фотометрическим параметрам относится яркость, а также освещенность. Все эти четыре величины активно используются при создании системы освещения в самых разнообразных помещениях. Без них невозможно оценить требуемый уровень освещённости для каждой отдельной ситуации.

Четыре важнейших световых характеристики

Для простоты понимания данного физического явления необходимо рассмотреть диаграмму, которая изображает плоскость, отражающую распространение света.

 

Диаграмма для силы света

Благодаря диаграмме видно, что Iv зависит от направления к источнику излучения. Это означает, что для светодиодной лампочки, для которой направление максимального излучения будет принято за 0°, тогда при измерении нужной нам величины в направлении 180° получится меньшее значение, чем для направления 0°.
Как видно, на диаграмме излучение, которое распространяется двумя источниками (желтый и красный), будет охватывать равную площадь. При этом желтое излучение будет рассеянным, по аналогии со светом свечи. Его мощность примерно будет равняться 100 кд. Причем значение этой величины будет одинаковой во всех направлениях. В тоже время красный будет направленным. В положении 0° он будет иметь максимальное значение в 225 кд. При этом данное значение будет уменьшаться в случае отклонения от 0°.

Обозначение параметра в СИ

Поскольку Iv является физической величиной, то ее можно рассчитать. Для этого используется специальная формула. Но прежде, чем дойти до формулы, необходимо разобраться в том, как искомая величина записывается в системе СИ. В этой системе наша величина будет отображаться как J (иногда она обозначается как I), единица измерения которой буде кандела (кд). Единица измерения отражает, что Iv, испускаемая полным излучателем на площади сечения 1/600000 м2. будет направляться в перпендикулярном данному сечению направлении. При этом температура излучателя будет раной уровню, при котором при давлении 101325 Па будет наблюдаться затвердение платины.

Обратите внимание! Через канделу можно определить остальные фотометрические единицы.

Поскольку световой поток в пространстве распространяется неравномерно, то необходимо ввести такое понятие, как телесный угол. Он обычно обозначается символом .
Сила света используется для расчетов, когда применяется формула размерности. При этом данная величина через формулы связана со световым потоком. В такой ситуации световой поток будет произведением Iv на телесный угол, к которому и будет распространяться излучение.
Световой поток (Фv) есть произведение силы света на телесный угол, в котором распространяется поток. Ф=I .

Формула светового потока

Из этой формулы следует, что Фv представляет собой внутренний поток, распространяемый в пределах конкретного телесного угла (один стерадиан) при наличии Iv в одну канделу.

Обратите внимание! Под стерадианом понимают телесный угол, вырезающий на поверхности сферы участок, который равен квадрату радиуса данной сферы.

При этом через световое излучение можно связать Iv и мощность. Ведь под Фv понимается еще и величина, которая характеризует мощность излучения светового излучения при восприятии его усредненным человеческим глазом, имеющего чувствительностью к излучению определенной частоты. В результате из вышеприведенной формулы можно вывести следующее уравнение:

Формула для силы света

Это отлично видно на примере светодиодов. В таких источниках светового излучения его сила обычно оказывается равной потребляемой мощности. В результате, чем выше будет потребление электроэнергии, тем выше будет уровень излучения.
Как видим, формула для расчета нужной нам величины не так и сложна.

Дополнительные варианты расчета

Поскольку распределение излучения, идущего от реального источника в пространство, будет неравномерно, то Фv уже не сможет выступать в роли исчерпывающей характеристикой источника. Но только за исключением ситуации, когда одновременно с этим не будет определяться распределение испускаемого излучения по разнообразным направлениям.
Чтобы охарактеризовать распределение Фv в физике используют такое понятие, как пространственной плотности излучения светового потока для различных направлений пространства. В данном случае для Iv необходимо использовать уже знакомую формулу, но в несколько дополненном виде:

Вторая формула для расчета

Эта формула позволит оценить нужную величину в различных направлениях.

Заключение

Сила света занимает важное место не только в физике, но и в более приземленных, бытовых моментах. Это параметр особенно важен для освещения, без которого невозможно существование привычного нам мира. При этом данное значение используется не только в разработке новых осветительных приборов с более выгодными техническими характеристиками, но и при определенных расчетах, связанных с организацией системы подсветки.

 

1posvetu.ru

Расчет освещения

Для правильной организации освещения дома недостаточно выбора мест, где будут расположены светильники. Нужно еще и правильно выбрать тип светильников и мощность ламп для них. Для этого выполняется расчет освещенности.

Существуют нормы для освещенности типовых помещений или освещаемых объектов в них. В читальном зале библиотеки, операционной, школьном кабинете света нужно больше, чем в коридоре, парадной или ванной. Для количественной оценки при расчетах используется физическая величина – освещенность, измеряемая в люксах.

Единица измерения освещенности – 1 люкс (лк, lx). Второй физической величиной, используемой при расчетах освещенности, является световой поток, измеряющийся в люменах (лм, lm). Они связаны друг с другом так: если на поверхность, площадью 1 м2 падает световой поток в 1 лм, то ее освещенность будет равна – 1 лк.

Главная цель расчетов – создание комфортного для глаз уровня освещенности на рабочей поверхности. При недостаточной или избыточной освещенности глаза будут напряжены при работе, больше уставать и с годами зрение ухудшится.

Как сделать расчет необходимого уровня освещенности?

Приблизительно расчетную мощность источников света можно подсчитать по формуле:

P=pS/N, где

P (Вт/м2) – удельная мощность освещения, зависящая от типов помещений и ламп. Наиболее часто используемые значения p приведены в таблице.

Удельная мощность освещения
Тип помещения Лампа накаливания Галогенная лампа Лампа дневного света
Детская комната 30-90 70-80 18-22
Гостиная 10-35 25-30 7-9
Спальня 10-20 14-17 4-5
Коридор 10-15 11-13 3-4
Кухня 12-40 30-35 8-10
Ванная комната 10-30 23-27 6-8
Кладовая, гараж 10-15 11-13 3-4

S2)- площадь помещения;

N – количество светильников.

Из формулы видно, что большее количество светильников создают большую освещенность на той же площади при меньшей мощности ламп в них. Каждый источник света имеет свой световой поток. При одинаковой электрической мощности световой поток у ламп накаливания меньше, чем у люминесцентных, энергосберегающих, светодиодных, так как они работают на разных физических принципах. Этим и объясняется экономия электроэнергии: уровень освещенности, создаваемый лампой накаливания в 100 Вт, получается при использовании люминесцентной лампы 18 Вт.

Это – упрощенный вариант расчета, не учитывающий несколько важных факторов:

расстояния от светильника до освещаемой поверхности. Освещенность уменьшается с квадратичной зависимостью от расстояния до светильника.

конфигурации светильников. Некоторые светильники имеют отражатели, направляющие часть светового потока вниз. При отсутствии отражателей его функцию выполняет потолок. Чем больше его отражающая способность, тем большая часть светового потока будет перенаправлена.

— наличия естественного освещения. Чем больше оконных проемов, тем меньше нужно искусственного света.

цвета и материала стен, напольных покрытий, влияющего на ощущения человеком освещенности.

Для упрощенных расчетов можно воспользоваться зависимостью освещенности от площади помещения, приведенной в таблице.

Зависимость освещенности от площади помещения
Площадь помещения Очень яркий свет Яркий свет Мягкий свет
кв.м. 500 лк 300 лк 150 лк
менее 6 150W 100W 90W
6-8 200W 140W 80W
8-10 250W 175W 100W
10-12 300W 210W 120W
12-16 400W 280W 160W
16-20 500W 350W 200W
20-25 600W 420W 240W
25-35 700W 490W 280W

Здесь уже подобраны оптимальные значения мощности ламп накаливания, установленных по центру помещения. Требуемую мощность нужно уменьшить в 5-7 раз при использовании люминесцентных ламп и в 10 раз — для светодиодных. Более точные значения можно определить по упаковке лампы, на которой производитель указывает, какой мощности лампы накаливания соответствует данный световой прибор.

Как измерить уровень освещенности?

Для измерения фактического уровня освещенности используют специальный прибор –люксметр. Он состоит из фотодатчика с набором светофильтров и измеряющего устройства. Принцип работы люксметра состоит в измерении сопротивления фотодатчика, изменяющегося при разном уровне освещенности. Светофильтры предназначены для изменения пределов измерений прибора.

Цифровой люксметрАналоговый люксметр

Порядок измерений освещенности люксметром:

  1. Выбираем пределы измерений фотодатчика.
  2. Размещаем фотодатчик на поверхности, на которой требуется измерить освещенность.
  3. Включаем прибор.
  4. Снимаем показания
  5. Выключаем прибор

Применение люксметра позволяет узнать, соответствует ли фактический уровень освещенности требованиям, указанным, например, в СНиП 23-05-95. А при несоответствии – выработать меры для приведения освещенности в требуемые пределы.

Оцените качество статьи:

electric-tolk.ru

Расчет количества источников света

Свет дома влияет на психоэмоциональное и физическое здоровье человека. Поэтому необходимо знать нормы освещения в каждом виде помещения и понимать, сколько и каких светильников нужно. В статье мы расскажем, как рассчитать количество источников света.

Сначала рассчитайте световой поток. Нам понадобятся следующие данные:

1. Норма освещенности E. Измеряется в люксах. Типичные значения внесены в таблицу ниже:

Таблица 1. Нормы освещенности помещений.








Комната

Норма освещенности (люксы)

Спальня

30-300 лк

Столовая

200-300 лк

Кухня

200-400 лк

Ванная

150-300 лк

Холл

100-300 лк

Детская

150-300 лк

 

2. Площадь помещения S в квадратных метрах;
3. Коэффициент использования светильников η. Для быстрых расчетов η=0,5. А для подробных понадобится следующая таблица:

Таблица 2. Коэффициент использования светильников, направленных вниз.

Обозначения в таблице:
Р – коэффициент отражения потолка, стен и пола;
i – индекс помещения

Таблица 3. Коэффициент использования светильников, направленных вверх.

Обозначения в таблице:
Р – коэффициент отражения потолка, стен и пола;
i – индекс помещения

Для расчета нам потребуется Индекс помещений – i. Данные необходимые для расчета:

1. Площадь помещения S в квадратных метрах;
2. Ширину комнаты – a в метрах;
3. Длину комнаты – b в метрах;
4. Высоту на которой располагается светильник – h. В метрах.

Формула расчета: i=S/(a+b)× h))

Найдя все необходимые величины, подставим их в итоговую формулу. Зная значение, рассчитайте световой поток, который вам потребуется. 

Формула расчета светового потока:

 

Приведем пример:

Мы рассчитываем освещенность детской комнаты площадью 20 м2 (ширина комнаты 4 метра, длина 5 метров). За свет отвечают подвесные светильники, находящиеся на высоте 2 метра. Предполагаем использовать 4 светильника для равномерного освещения. Потолок и стены в комнате светлые. 

Найдем индекс помещения — i. Подставим данные в формулу: i=S/(a+b)× h)). Получаем: i=20/((4+5)×2=1.1. В таблице находим значение η. В нашем случае (выделено зеленым в таблице 2), оно равно 0,4.

Подставим данные в формулу расчета светового потока, где S=20 м2, а E=150 (по данным Таблицы 1), η=0,4:

Получаем: F=(150×20)/0,4=7500 (лм). Таким образом, для создания комфортного освещения в детской, нам потребуются светильники с совокупным световым потоком – 7500 люменов.

Количество светильников может быть разное (зависит от возможности их размещения в помещении, его архитектурных особенностей и т.д.), но для детских комнат рекомендуется равномерное освещение, поэтому, чем их будет больше  — тем лучше.  Возьмем  8 подвесов, значит световой поток от одного светильника 7500/8=937,5 люменов. Теперь подберем лампы. 

На лампах всегда указывается эффективная светоотдача. Она различается для разных ламп, а найти ее среднее значение можно в нашем материале: Выбор лампы в качестве источника света. Для освещения детской комнаты при помощи 8 подвесов, исходя из нашего расчета, нам будет достаточно 8 светодиодных ламп мощностью 10w. Их эффективная светоотдача – 90 Lm/W, т.е. одна лампа дает световой поток в 900 люмен: 900 лм*8 = 7200 лм. 

 

spb.arhitonika.ru

Как выполняется расчет освещения: основные методы

Методы расчета освещения

Расчет светового освещения методом светового потока, точечным, или способом удельной мощности, может быть осуществлен для любого помещения. Но если метод коэффициента использования светового потока применяется для расчета общего равномерного освещения, то точечный метод чаще используют для расчета освещенности локальных мест, а метод удельной мощности — для определения примерной мощности светильников.

Кроме того, метод расчета зависит от известных параметров освещения и его конечного назначения. Поэтому, дабы не быть голословными, давайте разберем каждую из этих методик отдельно и по этапам.

Методы расчета освещения

Как мы уже указали выше, существует три основных способа расчета освещения – это метод коэффициента использования светового потока, точечный метод и метод удельной мощности. Давайте разберем каждый из них по отдельности.

Расчет по методу коэффициента использования светового потока

Данный метод расчета, может быть выполнен для двух случаев – когда известно точное количество ламп и необходимо рассчитать их мощность, или, когда известна мощность ламп и необходимо рассчитать их количество. Давайте рассмотрим оба варианта.

Расчет производится по формуле:

Формула расчета методом коэффициента использования

Давайте рассмотрим каждое из значений из этой формулы по отдельности, и разберемся от чего оно зависит.

Часть табл.1 СНиП 23-05-95

Итак:

  • Emin – это минимальное нормируемое значение освещенности для данного помещения. Данное значение задается табл.1 СНиП 23-05-95, и зависит от таких показателей как характеристика зрительной работы, характеристик фона и типа освещения. Для отдельных помещений данный показатель приведен в табл.2 СНиП 23-05-95.

Часть табл.2 СНиП 23-05-95

  • S – это площадь помещения. Здесь все достаточно логично, ведь чем больше площадь помещения, тем большее количество света необходимо для ее освещения. И не учитывать этот фактор мы не можем.
  • Kз – это коэффициент запаса. Этот показатель учитывает, что в процессе эксплуатации лампа будет подвергаться загрязнению, и ее световой поток будет снижаться. Кроме того, данный показатель позволяет учесть снижение отраженной составляющей от стен потолка и других поверхностей. Ведь в процессе эксплуатации краски этих поверхностей тускнеют, и так же поддаются загрязнению. Инструкция советует принимать коэффициент запаса для ламп накаливания равным 1,3, а для газоразрядных ламп равным 1,5. Более точно его можно выбрать по табл.3 СНиП 23-05-95.

Выбор коэффициента запаса

  • Z – коэффициент неравномерности освещения. Данное значение зависит от равномерности распределения светильников по всей площади помещения, а также от наличия затеняющих объектов. Вычисляется данное значение по формуле:

Коэффициент неравномерности освещения

Eср – это среднее значение освещенности в помещении, а Emin – соответственно его минимальное значение.

Обратите внимание! Для большинства помещений, неравномерность освещения строго ограничена. Так, для помещений, в которых выполняются работы I—II зрительных разрядов, коэффициент Z не должен превышать 1,5 для люминесцентных ламп, или 2 для других источников света. Для остальных помещений, данный коэффициент составляет 1,8 и 3 соответственно.

  • N – это количество светильников, установленных в помещении. Он зависит от выбранной системы освещения.
  • n – количество ламп в светильнике. Если применяются одноламповые светильники, то его значение равно единице. При большем количестве, ставим соответствующее число.
  • ɳ — коэффициент использования светового потока. Он определяется как соотношение излучаемого и падающего на рабочую поверхность, светового потока всех ламп. А вот для его определения следует использовать специальную справочную литературу. Ведь данный параметр является производной от индекса помещения, коэффициента отражения стен и потолка, а также от типа светильника.

Таблица выбора коэффициента использования светового потока

Методом коэффициента использования светового потока, можно произвести расчет и количества необходимых светильников, при известной величине светового потока. Для этого следует использовать формулу —

Метод коэффициента использования для расчета количества светильников

Величины в этой формуле не отличаются от рассмотренного выше варианта, поэтому более детально данную формулу рассматривать не будем.

Расчет точечным методом

Расчет точечным методом содержит некоторые отличия для точечных светильников, и для так называемых, световых полос. Под световыми полосами подразумевают люминесцентные лампы. Давайте рассмотрим оба варианта.

Расчет точечным методом

Итак:

  • Начнем с расчета точечных светильников. На самом первом этапе расчета, нам следует вычислить высоту Нр. Данная высота является разностью между высотой подвеса светильника и нормируемой высотой минимальной освещенности.

Расчет величины Нр

  • Высота подвеса светильника — это расстояние от потолка до непосредственно лампы. Она зависит от строения светильника.

Расчет угла α

  • С нормируемой высотой минимальной освещенности, все немного сложнее. Как мы уже говорили выше, в табл. 2 СниП 23-05-95 вы можете найти минимально допустимое освещение практически для любого помещения.
  • В то же время высота, для которой указана данная норма, может отличаться. Обычно она варьируется от 0 до 1,0 метра. Это обусловлено тем, что в одних помещениях необходимо обеспечить максимальную освещенность в районе пола, а для других на уровне движения или стола, то есть 0,7 метра.
  • Для того чтобы получить высоту Нр, необходимо от высоты помещения вычесть две рассмотренные выше высоты.

Чертим план помещения с расстановкой на нем светильников

План помещения с большим количеством светильников

  • Теперь нам следует начертить план помещения и размещения светильников, на котором мы должны определить равноудаленную точку от всех светильников в помещении. Именно для нее будет производится расчет. Кроме того, масштабированный план значительно облегчит расчет точечным методом освещения в любом помещении. Ведь это позволит вычислить расстояние от любого из светильников до расчётной точки – обычно его обозначают d.
  • Вычисление величин Нр и d, нам было необходимо для получения значения горизонтальной освещенности в искомой точке. Эта величина вычисляется по специальным графикам пространственных изолюксов. А этот график зависит от типа светильников.

На фото графики пространственных изолюксов

  • Найдя параметр Нр на оси ординат, а параметр d на оси абсцисс, на их пересечении мы получим условную освещенность в искомой точке от данного светильника.
  • Но нам необходимо найти условную освещенность в данной точке от каждого расположенного поблизости светильника, а затем суммировать их значение. Таким образом мы получим величину Ее.
  • Теперь, для расчета точечным методом, пример формулы будет следующим –

Формула расчета точечным методом

  • В этой формуле, 1000 – это условный световой поток лампы. Ен – нормируемая освещенность, kз – коэффициент запаса, выбор которого мы рассматривали в предыдущем разделе нашей статьи.
  • µ — это коэффициент добавочной освещенности от соседних светильников и отраженного света. Обычно значение данного показателя принимают от 1 до 1,5.

Но для люминесцентных ламп данный расчёт не подходит. Для него разработан так называемый точечный метод расчета светящихся полос. Суть данного метода идентична варианту, рассмотренному выше, и его вполне можно сделать своими руками.

Расчет для светящихся полос

Для начала, как и в первом варианте, вычисляем значение Нр. Затем рисуем план помещения и расположения светильников.

Обратите внимание! План следует создавать с соблюдением масштаба. Это необходимо для определения точки А, для которой мы производим расчет. Эта точка будет расположена посередине светящейся полосы, то есть лампы, и удалена от этой середины на расстояние р.

План помещения и пространственные изолюксы для расчета светящихся полос

  • На следующем этапе, определяем линейную плотность светового потока. Делается это по формуле F=Fсв×n/L. Для этой формулы Fсв – это световой поток светильника. Его значение равно сумме световых потоков всех ламп в светильнике. N – это количество светильников в полосе. Обычно таких светильников один, но могут быть и другие варианты. L – это длина лампы.
  • На следующем этапе, нам необходимо найти так называемые приведенные размеры – р* и L*. Р* = p/Hp, а L*=L/2 ×Hp. Исходя из этих приведенных размеров, по графикам линейных изолюксов находим относительную освещенность в заданной точке. Дальнейшие вычисления выполняем по той же формуле, как и для точечных светильников.

Расчет способом удельной мощности

Последним возможным вариантом расчета освещения, является метод удельной мощности. Данный метод относительно прост, но не дает точных результатов. Кроме того, он требует использования большого количества справочной литературы, приведенной на видео.

Суть данного метода сводится к следующему. Прежде всего, определяем величину Нр. Ее мы искали во всех описанных выше вариантах, поэтому не будем на ней останавливаться более подробно.

Таблицы выбора удельной мощности светильников

  • Дальнейший расчет производится по таблицам. В них мы определяем необходимую для данного помещения удельную мощность всех светильников – Руд.
  • После этого можно определить мощность одной лампы. Делается это по формуле –

Формула расчета удельной мощности

Где S – площадь помещения, а n – количество ламп.

Исходя из полученного значения, находим ближайшее большее значение существующих ламп. Если мощность ламп не соответствует требованиям светильника, то увеличиваем количество светильников, и повторяем расчет методом удельной мощности.

Выбор метода расчета

Имея представление, каким образом производится расчет, давайте рассмотрим, какой из способов выбрать конкретно для вашего случая. Ведь различные методы расчета предназначены для различных помещений и условий.

Итак:

  • Начнем с метода коэффициента использования светового потока. Данный способ нашел достаточно широкое применение. Преимущественно его применяют для расчета общего освещения в помещениях, не имеющих перепадов высот по горизонтали. Кроме того, данный способ не сможет выявить затененные участки, и произвести расчет для них.

Выбираем метод расчета освещенности

  • Для этих целей существует точечный метод. Он применяется для расчета местного освещения, затененных участков и помещений с перепадом высот, а также наклонных поверхностей. Но вот общее равномерное освещение таким методом посчитать достаточно сложно — ведь он не учитывает отраженные и некоторые другие составляющие.
  • А вот способ удельной мощности, является одним из наиболее простых. Но в то же время он не дает точных значений, и преимущественно используется в качестве приближенного. С его помощью определяют приближенное количество светильников и их мощность.

Кроме того, данный расчет позволяет определить, какова приближенная цена монтажа и эксплуатации данной осветительной системы.

Вывод

Конечно, такие сложные методологии совершенно не нужны, если вы просто создаете освещение рассады в домашних условиях. Для этого и подобных случаев, достаточно применить нормируемый показатель минимальной освещенности, умножив его на площадь помещения.

А уже, исходя из полученного значения, выбрать количество и мощность ламп. Но если говорить о промышленных масштабах, то здесь без тщательного расчёта не обойтись. И лучше в данном вопросе не заниматься самодеятельностью, а довериться профессиональным конструкторским бюро.

elektrik-a.su

формула расчета, нормы, источники освещения

Каждый профессиональный электрик знает, что такое правильная освещенность любого помещения. Она заключается в сочетании естественного света с разными искусственными источниками. Расчет должен проводиться для каждого отдельного помещения, для чего учитываются разные нормы СНИПа. Используется для расчета освещенности формула, включающая в себя разные показатели. Без грамотного определения данного значения пользоваться любой комнатной будет не слишком комфортно. Заниматься этим процессом должны электрики на этапе обустройства помещения.

Для чего рассчитывается освещенность?

Уровень освещенности считается важным показателем, как для жилых комнат, так и для разных производственных, коммерческих или иных общественных помещений. Его расчет должен проводиться с особой точностью и тщательностью.

От правильного определения этого параметра зависит, насколько комфортно будет находиться в комнате, а также, не будет ли испорчено здоровье людей, постоянно пользующихся комнатой для работы или отдыха.

Неправильное освещение может стать причиной плохого самочувствия и психологического состояния любого человека. Это негативно сказывается на зрении, поэтому важно планировать общее освещение в каждом помещении отдельно.

Как определить оптимальную освещенность для жилых помещений?

Процесс расчета предполагает применение специальной формулы. Ею может воспользоваться каждый человек, чтобы проверить правильность создания освещения электриками. Применяется для расчета освещенности формула:

Р=р*S/N, где:

р — примерная расчетная мощность освещения, которая зависит от используемых ламп и типа помещения, S – площадь помещения, N – число светильников в комнате.

На основании данной формулы становится понятно, что чем больше светильников будет иметься в комнате, тем лучше будет освещенность, но при этом учитывается и их мощность. Каждый осветительный прибор обладает своим световым потоком, поэтому даже при одинаковой мощности он может быть разным.

Такой метод расчета считается наиболее простым, поэтому для расчета освещенности формула, указанная выше используется достаточно часто, но с помощью этого метода можно получить только приблизительные показатели. Поэтому нередко используются другие вспомогательные методы.

Вспомогательные методики расчета

Имеется несколько упрощенных методик расчета, которые могут использоваться каждым владельцем помещения. К этим методикам относится:

  • По удельной мощности. Для этого используются справочные данные, но результаты отличаются большим избытком мощности. Для расчета надо умножить количество лампочек на их мощность, после чего это значение делится на площадь комнаты. Получив нужную мощность, можно определить оптимальное число лампочек. В этом случае свет и освещение в комнате будут комфортными и безопасными.
  • С применением прототипа. Для этого используются типовые данные, характерные для конкретного помещения. Применяется метод для жилых помещений, где не слишком важна точность результатов.
  • Точечный расчет. Предполагает получать нужные результаты для каждой точки комнаты. Для этого нужен точный план недвижимости с отметками мест расположения светильников. Этот метод считается сложным и используется обычно профессионалами.

Допускается пользоваться онлайн-калькуляторами, свободно представленными в интернете, что значительно упрощает процесс расчета.

Каковы нормы освещенности?

Чтобы получить действительно качественное освещение, рекомендуется учитывать определенные нормы. Ими пользуются профессиональные электрики. Искусственное освещение СНИП 23-05-95 устанавливается по нормам:

Вид помещения

Оптимальная освещенность, Вт

Коэффициент пульсации

Жилые помещения, к которым относится спальня или зал

150

20

Кухня

150

25

Ванная комната

50

Прихожая

20

Лестница

50

Вышеуказанные значения были разработаны профессионалами, поэтому если точно следовать им, то можно получить качественное и безопасное освещение в любой комнате.

Каковы источники для создания качественного освещения?

Источники освещения могут быть разными, поэтому при выборе конкретных изделий учитывается их мощность, нагреваемость и иные параметры.

Допускается пользоваться в разных помещениях разнообразными источниками для формирования искусственного света. Учитывается, что если встраиваются изделия в натяжной потолок, то они не должны нагреваться, а иначе это приведет к разрушению целостности полотна.

Люминесцентные осветительные приборы

Являются простыми по конструкции и установке. При покупке изделий надо обращать внимание на маркировку. Светильник люминесцентный 2х36 состоит из двух ламп, мощность которых равна 36 Ватт. Каждая лампа обладает длиной в 1,2 м. Такой светильник люминесцентный 2х36 считается востребованным и обладает прямоугольной или округлой формой. Он отличается оптимальной мощностью для установки в разных помещениях.

Люминесцентные лампы обычно оснащаются специальным основанием, которое прикрепляется к потолку и создается из качественного металла. Двухламповые светильники подключатся к сети, обладающей напряжением в 220 В. Используются такие конструкции обычно в больших офисах или на производствах, а также в торговых павильонах или в коридорах, обладающих значительной длиной.

Лампы накаливания

Считаются традиционными источниками освещения. Наибольшим КПД обладают ламы, оснащенные криптоновым заполнением.

К минусам таких изделий относится низкая экономичность, они быстро перегорают и имеют короткий срок службы.

Преимуществом ламп накаливания считается мягкий и приятный свет, гарантирующий формирование приятной домашней обстановки. Стоимость их считается невысокой и доступной для каждого покупателя.

Галогенные лампы

Внутри такие изделия заполняются парами брома или йода. Колба создается с применением не обычного, а кварцевого стекла, которое отличается прекрасной стойкостью перед высокими температурами или воздействием разных химических элементов. Это позволяет выпускать галогенные лампы небольшого размера.

Они работают прекрасно на переменном или постоянном токе. К плюсам относится хорошая цветопередача и яркость. За счет небольших размеров можно применять изделия точечно.

К минусам галогенных ламп относится то, что лампы могут нагреваться до 500 градусов.

Энергосберегающие лампы

Они потребляют небольшое количество энергии и обладают долгим сроком службы. К их минусам относится то, что они создаются с применением паров ртути и фосфора, поэтому важно аккуратно обращаться с этими изделиями.

Используются как в домашних условиях, так и в разных общественных помещениях.

Светотехническое оборудование

Оно используется для освещения больших помещений или отдельных зон. Целесообразно пользоваться им для формирования каких-либо световых эффектов.

Состоит такое оборудование из светильников, специальных креплений и электроустановочных элементов.

Светодиодные светильники

Считаются идеальным решением для разных помещений, выполненных в разнообразных стилях. Отличаются компактностью и прекрасными светотехническими параметрами.

Могут применяться не только в помещениях, но и на улице. К их плюсам относится высокий КПД и низкое потребление энергии. Отличаются хорошей цветопередачей и создаются из экологически чистых материалов. Прочны и стойки перед вибрациями, а также служат больше 36 месяцев. К минусам относится высокая стоимость.

Аварийное освещение

Для его создания используются специальные аварийные светильники. Питание к ним подается от отдельного генератора или от аккумуляторных батарей.

Аварийные светильники, работающие от батарей, считаются наиболее востребованными и часто устанавливающимися в разных значимых общественных учреждениях. Все они должны отвечать некоторым требованиям, к которым относится безопасность, долгий срок службы и эффективность работы. Они непременно содержат специальную маркировку, с помощью которой можно определить тип изделия и его параметры.

Основные типы создаваемого освещения

Кроме выбора светильников следует разобраться в типах формируемого освещения. От этого зависит комфортность нахождения в любом помещении. Существуют следующие типы освещения:

  • Прямой свет. Он формируется за счет приборов направленного действия, а также для его создания могут использоваться настольные лампы. Луч падает на нужное место, причем обеспечивается яркий свет. При этом создаются контрастные тени. Нередко данные виды приборов применяются для бокового света. За счет ярких бликов обеспечивается оживление пространства и улучшение внешнего вида любой комнаты.
  • Непрямой свет. По-другому он называется отраженным. Направляется источник света на определенную поверхность, которая обычно обладает белым цветом. Она отражает свет, что позволяет распределить его по помещению. Для создания такого освещения часто используются галогенные лампы, которые направляются на стены или потолок комнаты. Также идеальным считается применение подвесных потолков со встроенными светильниками, наклоненными в сторону. Нередко используются изделия, спрятанные в карнизе. За счет использования непрямого света обеспечивается расширение пространства.
  • Рассеянный. Для его создания используется луч, проходящий через прозрачную конструкцию, представленную абажуром или рельефным стеклом. Далее он распространяется по помещению. Гарантируется создание теплого света, поэтому формируется своеобразное сияние.
  • Смешанный свет. В нем сочетается две вышеуказанные разновидности. Обычно он представлен точечными светильниками, обладающими небольшими размерами. Они дают узкий луч, направленный в одну точку, но при этом они могут вращаться.

Таким образом, используется для расчета освещенности формула, предполагающая учет мощности и количества светильников, а также площади помещения. Допускается пользоваться другими методиками расчета. Правильное определение данного показателя обеспечит возможность создания качественного и безопасного освещения в любой комнате. При этом учитываются виды осветительных приборов и тип освещения. Только при грамотном выборе всех параметров можно сделать любую комнату приятной для использования и безопасной для зрения, поэтому в ней можно отдыхать, работать или заниматься любым видом хобби.

fb.ru

📌 Освещённость — это… 🎓 Что такое Освещённость?

Освещённость — отношение светового потока, падающего на малый участок поверхности, к его площади.

Определение и свойства

Освещённость численно равна световому потоку, падающему на участок поверхности малой единичной площади:

Единицей измерения освещённости в системе СИ служит люкс (1 люкс = 1 люмену на квадратный метр), в СГС — фот (один фот равен 10 000 люксов). В отличие от освещённости, выражение количества света, отражённого поверхностью, называется светимостью.

Освещённость прямо пропорциональна силе света источника света. При удалении его от освещаемой поверхности её освещённость уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния (Закон обратных квадратов).

Когда лучи света падают наклонно к освещаемой поверхности, освещённость уменьшается пропорционально косинусу угла падения лучей.

Освещённость от точечного источника находят по формуле:

где — сила света в канделах; — расстояние до источника света; — угол падения лучей света относительно нормали к поверхности.

Освещённость в фототехнике определяют с помощью экспонометров и экспозиметров, в фотометрии — с помощью люксметров.

Примеры

Описание Освещённость, лк
Вне атмосферы на среднем расстоянии Земли от Солнца[1][2] 135 000
Солнечными лучами в полдень 100 000
При киносъёмке в студии 10 000
На футбольном стадионе (искусственное освещение) 1200
На открытом месте в пасмурный день 1000
В светлой комнате вблизи окна 100
На рабочем столе для тонких работ 400–500
На экране кинотеатра 85–120
Необходимое для чтения 30–50
От полной луны 0,2
От ночного неба в безлунную ночь 0,0003

См. также

Примечания

Литература

Яштолд-Говорко В. А. Фотосъёмка и обработка. Съемка, формулы, термины, рецепты. Изд. 4-е, сокр. М., «Искусство», 1977.

dic.academic.ru

Освещенность помещений — расчет норм, методы и формулы

Современные методы расчета позволяют определить:

  1. Световую или электрическую мощность освещения.
  2. Количество светильников, способных гарантировать выполнение санитарно-гигиенических норм требования освещенности.
  3. Число и тип ламп (источников света) в каждом светильнике.

Помимо мощности источников света, полезной площади, высоты подвеса светильников, при уточненном расчете учитываются следующие факторы:

  1. Яркость свечения конкретного источника света.
  2. Спектральный состав светового потока.
  3. Аккомодацию – способности человеческого глаза адекватно воспринимать визуальную информацию при изменении освещенности объекта.

Кроме того, в реальном помещении, на освещение влияет множество других факторов, которое достаточно тяжело нормализировать, и они учитываются применением поправочных коэффициентов.

Поэтому реальный расчет включает учет:

  1. Высоту подвеса светильника.
  2. Площадь, которую необходимо осветить.
  3. Яркость света, необходимую для адекватного восприятия окружающих объектов.

Сегодня существуют две методики определения освещенности жилого, производственного и бытового (подсобного) помещений – расчетная, с использованием формул, и табличная. В принципе, в основе табличного метода лежат те же формулы, которые используются в расчетном, просто вычислительная работа проведена другими, а ее результаты сведены в таблицу.

Упрощенная методика расчета

Упрощенная методика дает возможность произвести определение освещённости горизонтально-расположенных поверхностей, вне зависимости от категории и вида используемых светильников.

Она учитывает основные светотехнические параметры помещения, включая светоотражение стеновых и потолочных панелей, облицованных различными материалами имеющие разный цвет.

Как известно, уровень освещения во многом зависит от светоотражающих свойств внутренних панелей и интерьера. В качестве светоотражающей поверхностей, в расчете принимаются стены, пол и потолок.

Наличие в комнате предметов интерьера, меняющих освещённость конкретного места, учитывается поправочными коэффициентами. При этом, следует учитывать, что отраженный световой поток, в зависимости от вида отделки, по своей световой мощности может быть сопоставив с прямым светом.

Поэтому, недоучет этого фактора как правило приводит к увеличению номинально необходимого числа светильников и нарушению общей световой обстановки помещения. Расчет может проводиться как для систем общего освещения, так и для локального и комбинированного.

Предварительный выбор источников освещения определяется техническим заданием на проектирование или реконструкцию объекта и зависит от вида работ, для выполнения которых это помещение предназначено.

Выбор источника света определяется техническим заданием на проектирование или реконструкцию помещения и зависит от вида работ, для выполнения которых это помещение предназначено.

В качестве источников света принимаются:

  1. Лампы накаливания, имеющие светоотдачу 7,0…25,0 люменов на ватт, имеющие наименьшую экономичность, но излучающие в видимом диапазоне максимально широкий спектр.
  2. Люминесцентные лампы со светоотдачей, достигающей 75,0 люменов на ватт имеющие срок службы до 10,0 тысяч часов.
  3. Для освещения помещений, высота потолков которых превышает 7,0 метров используются доковые ртутные л («ДРЛ») и металлогалогенные («МГЛ») лампы.
  4. Светодиодные лампы, которые обладают наивысшей экономичностью, но относительно высокой стоимостью.

Помимо источника света (лампы), на качество освещения в значительной мере влияет тип светильника – арматуры в которую устанавливается источник света. Светильники (осветительная арматура) характеризуются типом распределения и показателями кривой светораспределения.

По типу распределения света, освещение можно разделить на:

  1. Прямое и преимущественно прямое.
  2. Рассеянное.
  3. Отраженное и преимущественно отраженное.

Кривая светораспределения характеризует концентрацию светового потока, которая может быть следующих типов:

  1. Концентрированный свет.
  2. Равномерный.
  3. Глубокий.
  4. Синусный и косинусный.
  5. Широкий и полуширокий.

Коэффициент светового потока (Ф) рассчитывается по выражению:

,в котором:

  1. Е – санитарно необходимая норма освещенности горизонтально-расположенной плоскости в помещениях различного типа – рабочий кабинет, спальная комната, детская, кухня (люксы).
  2. kr – поправочный коэффициент, учитывающий изменение освещенности при переформатировании интерьера, перегорании источников сета и других факторов;
  3. S – площадь помещения (квадратные метры).
  4. z – коэффициент неравномерности освещения.
  5. n – число источников света в светильнике.
  6. η – коэффициент использования светового потока в долях

Однако, сам по себе коэффициент светового потока ничего не дает, поэтому, при практическом расчете освещенности, используют преобразованную формулу, которая позволяет определить необходимое число светильников в конкретном помещении:

, где:

ФЛ – табличное значение светового потока, излучаемое единичным источником света, которое можно принимать по табл. 1.

Как видно из таблицы, световой поток единичного излучателя зависит от типа источника светового излучения и его электрической мощности:

Метод расчета по удельной мощности

Достоинством данного метода, основанного на использовании справочных или табличных материалов, является простота расчета. Однако, он достаточно приближен, поэтому в случае, когда расчет делается для оптимизации потребления энергозатрат, он обычно не применяется.

Расчетная формула определения удельной световой мощности (Р) имеет вид:

, где:

РУД – значение удельной световой мощности (ватт/квадратный метр).

Удельная мощность принимается по таблицам светотехнических справочников и зависит от типа светильника, высоты его расположения над освещаемой поверхностью и выбранной нормы освещения в конкретном помещении.

Если при расчете выясняется, что выбранный тип источника света не способен обеспечить нормированный уровень освещения, он меняется на ближайшую, большую по мощности электролампу и производится перерасчет.

Для жилых помещений, удельная мощность составляет 3,5-12,0 ватт/м2, для производственных – 3-10. Электротехническую справочную литературу, с необходимыми таблицами показателей, можно найти в интернете, на электротехнических интернет-ресурсах.

Точечный метод расчета

При расчете освещения точечным методом, получают наиболее точные данные. Расчетная методика основана на определении уровня освещенности в каждой точке, вне зависимости от расположения источника искусственного света.

Точеный метод расчета достаточно трудоемок, однако, его достоинством следует считать получение наиболее точных значений освещенности, с учетом всех имеющихся в помещении факторов, в той или иной мере влияющих на величину и качество освещения.

Кроме того, данный метод незаменим при расчёте уровней комбинированного и смешанного освещения, когда в расчетную точку свет падает от нескольких источников.

Конечно, провести расчеты, не имея под рукой светотехнических номограмм, таблиц и справочной литературы – не удастся, однако, расчетная формула, основанная на основном законе светотехники достаточно проста, и имеет вид:

в которой:

  1. I – сила света в направлении к перпендикулярно-расположенной плоскости (кандела).
  2. r – расстояние между источником освещения и точной определения освещенности (метры).
  3. α – угол падения луча света на плоскость.

Перед началом проведения расчетов точеным методом, вычерчивают планировку и два взаимоперпендикулярных разреза помещения, где указывают точное месторасположение светильников.

Приведенные три метода расчета наиболее широко распространены в практике инженеров светотехников и используются при разработке освещения, а также при проведении различных согласованиях в органах охраны труда. Конкретную расчетную методику определяют исходя из поставленной задачи и функциональности помещения.

househill.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о