3. Методы расчета искусственного освещения
Искусственное освещение нормируется согласно СНиП 23-05-95. Освещенность рабочих поверхностей мест работ вне зданий нормируется в зависимости от характера работы по разрядам зрительной работы от IX (точные работы — отношение наименьшего размера объекта различения к расстоянию до глаз не менее 0,005) и до XIII (различение крупных предметов).
Наружное освещение должно иметь управление, независимое от управления освещением внутри здания. СНиП нормирует и высоту установок наружного освещения для ограничения их слепящего действия.
Расчет искусственного освещения сводится к решению следующих вопросов:
- выбор системы освещения,
- типа источников света, нормы освещенности,
- типа светильников,
- расчета освещенности на рабочих местах,
- уточнение размещения и числа светильников,
- определение потребной одиночной мощности ламп.
- мощность дамп, необходимая для получения заданной освещенности при выбранном типе, расположении и числе светильников,
- число и расположение светильников, необходимых для получения заданной освещенности при выбранном типе светильников и мощности ламп в них,
- расчетная освещенность при известном типе, расположении светильников и мощности ламп в них.
- UGR таблицы для всех светильников с прямым освещением согласно стандарта CIE (Международной комиссии по освещению), CIBSE TM10 или NB.
- Вывод результата «одним листом» и резюме «стандартной комнаты» (прямоугольная, без мебели, только один тип светильника) показывают четыре стандартных UGR значения для левой и нижней стен, при просмотре вдоль и поперек оси светильника. Результат сохраняет ручной расчет с помощью стандартной таблицы.
- Вы можете разместить UGR наблюдателей на рабочих местах, чтобы получить значения UGR в зависимости от
- a. позиции и направления взгляда
- b. всех использованных светильников
- c. позиции и поворота светильников
- d. затенения и отражения
- С помощью UGR расчетных поверхностей Вы получаете распределение значений UGR по площади. Расчет сопоставим с расчетом UGR наблюдателей. В результатах перечисляется информация о локальных проблемах ослепления на произвольных местах в комнате.
- яркость;
- сила света;
- освещенность.
- долговечность;
- компактность;
- устойчивость к механическим повреждениям;
- отсутствие вредных химических соединений в составе светодиодов;
- надежность;
- экологическая безопасность;
- высокий индекс цветопередачи;
- возможность использования в местах с повышенной влажностью;
- стойкость к низким температурам;
- высокий уровень светового излучения, безвредный для глаза.
В основе точечного метода лежит уравнение освещенности
где е– условная освещенность, IА – сила света, заданная для условной лампы со световым потоком 1000 лм; h— высота подвеса светильника, = IACos 3 — освещенность точки А при высота подвеса светильника. 
Перед проведением расчета необходимо задаться числом светильников, расположить их на плане помещения. Потребный световой поток определяется, исходя из суммы условных освещенностейев точке А от всех источников из выражения 
, где К – коэффициент запаса (К = 1,3…1,5), — коэффициент, учитывающий дополнительное освещение от удаленных источников и отраженного светового потока, принимается в пределах 1,1…1,2. Величина условной освещенности еопределяется по так называемым кривым относительной освещенности для конкретных типов светильников или по другим кривым —пространственным изолюксам, которые выражают связь условной горизонтальной освещенности с высотойhи расстояниемdот проекции светильника на горизонтальную плоскость, в которой расположена точка А до этой точки (см. рис.1). Метод коэффициента использования светового потокапредназначен для расчета общего равномерного освещения поверхностей. При расчете этим методом с помощью специального коэффициента учитывается как прямой, так и отраженный свет (отсюда и название метода). Метод применяется для расчета общего освещения горизонтальной рабочей поверхности с учетом света, отраженного стенами и потолком, и дает возможность определить световой поток ламп, необходимый для создания заданной (чаще всего нормированной) освещенности. По нормативному значению освещенности, взятому из таблиц, размерам помещения, высоте подвеса светильника, отражательной способности стен и потолка, характеристике светильника, называемой кривой силы света (КСС), и числу ламп в нем, задаваясь числом светильников, получают значение потребного светового потока в люменах [лм], а затем по таблице выбирают подходящую лампу. Основное уравнение метода 
(1) где F — световой поток лампы, лм; EН — минимальная нормируемая освещенность; К — коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности вследствие старения ламп, запыления и загрязнения светильников (К=1.2. 1.5); S — площадь помещения; Z — отношение средней освещенности к минимальной; для люминесцентных ламп принимаетсяZ = 1.1; N — число светильников; n — число ламп в светильнике; — коэффициент использования светового потока ( в процентах), т.е. отношение потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп. Коэффициент использования светового потока определяется в зависимости от величины индекса помещенияi, коэффициентов отражения потолка и стенПиС, а также типа светильника (см. таблицу 1) по формуле 
(2) где h — расчетная высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м; aи b — основные размеры (длина и ширина) помещения, м. Для расчета задаются числом светильников N в соответствии с размерами помещения и условием равномерности освещения=L/h1,3. Затем из таблицы нормативов определяют значение требуемой освещенности и по формуле (1) подсчитывают требуемый световой поток лампы. Затем по таблице 2 подбирают ближайшую стандартную лампу, обеспечивающую этот поток (значения светового потока даются на момент времени после 100 ч. горения). Расчет искусственного освещения, носит, таким образом, проектный характер. Значения коэффициента использования светового потока (%) в таблице находятся на пересечении соответствующих строк (значения индекса помещения i) и столбцов (коэффициенты отраженияП, С). В практике допускаются отклонения светового потока выбранной лампы от расчетного до -10 и +20%. Следует отметить, что иногда на практике необходимо бывает произвести проверочный расчет освещения на основании уже имеющихся в помещении источников. В этом случае, на основе данных о количестве, мощности светильников, расстоянии между ними определяются освещенность на рабочем месте или удельная мощность. Часто используются упрощенные варианты расчета освещенности с помощью коэффициента использования. К ним относится расчет освещенности по удельной мощности, который и будет применен при выполнении данного задания. Расчет освещенности по удельной мощности. Удельной мощностью называют частное от деления общей мощности установленных в помещении ламп на площадь помещения (Вт/м 2 ). 
(3) где Pл — мощность одной лампы, Вт,n — число ламп,S — площадь помещения. Удельная мощность является важнейшим энергетическим показателем осветительной установки, используемым как для предварительного определения световой нагрузки, так и так и для оценки экономичности решений. Метод удельной мощности допускается применять для расчета освещения в помещениях с равномерной освещенностью, например, для торговых залов. Искусственное освещение должно быть спроектировано так, чтобы освещенность поверхностей E[лк] соответствовала нормативнойEн(СНиП 23-05-95). Нормативное значение для удельной мощности, таким образом, определяется по формуле 
, (4) где КЗ —коэффициент запаса, учитывающий снижение светового потока светильника со временем (запыленность, износ), для помещений общего пользования обычноКЗ = 1,3; z — коэффициент, характеризующий неравномерность освещения. Для люминесцентных ламп z = 1,15;- коэффициент использования светового потока, =Фл /Рл [лм/Вт] световая отдача лампы. На основании СНиПов (Строительных Норм и Правил) Российской Федерации разрабатываются отраслевые нормы освещения, в частности, нормативные значения удельной мощности, учитывающие специфические особенности технологического процесса м строительных решений зданий и сооружений отрасли. Значение удельной мощности указано в таблицах справочников по светотехнике с учетом: типа светильника, высоты его подвеса, площади пола и требуемой освещенности. Следует отметить, что иногда на практике необходимо бывает произвести проверочный расчет освещения на основании уже имеющихся в помещении источников. В этом случае, на основе данных о количестве, мощности светильников, расстоянии между ними определяются освещенность на рабочем месте или удельная мощность.
Методы расчета освещения
Основными при проектировании являются задачи первого вида, поскольку тип светильников и их расположение должны выбираться исходя из качества освещения и его экономичности.
Решение задач при расчете освещения второго вида производится, если мощность ламп точно задана, например необходимо применить светильники с люминесцентными лампами мощностью 80 Вт.
Задачи третьего вида решаются для существующих установок, если освещенность невозможно измерить, и для проверки проектов и расчетов, например, для проверки точечный методом расчетов, выполненных методом коэффициента использования.
Выполнение светотехнических расчетов возможно методами:
1) методом коэффициента использования светового потока,
2) методом удельной мощности,
3) точечным методом.
Метод коэффициента использования применяется для (расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при светильниках любого типа.
Метод удельной мощности применяется для приближенного предварительного определения установленной мощности осветительной установки.
Точечный метод расчета освещения применяется для расчета общего равномерного и локализованного освещения, местного освещения независимо от расположения освещаемой поверхности при светильниках прямого света.
Кроме вышеуказанных методов расчета освещения, имеется комбинированный метод, который применяется в тех случаях, когда неприменим метод коэффициента использования, а светильники не относятся к классу прямого света.
Для некоторых видов помещений (коридоров, лестниц и т. д.) существуют прямые нормативы, задающие мощность ламп для каждого такого помещения.
Рассмотрим методику проведения расчетов по каждому из описанных методов.
Метод коэффициента использования светового потока
В результате решения по методу коэффициента использования светового потока находится световой поток лампы, по которому она подбирается из числа стандартных. Поток выбранной лампы не должен отличаться от расчетного более чем на +20 или -10%. При большем расхождении корректируется намеченное число светильников.
Расчетное уравнение для определения необходимого светового потока одной лампы:
F = ( Емин х S х k з х z) / ( n х η )
где F — световой поток лампы (или ламп) в светильнике, лм; Емин — нормируемая освещенность, лк, k з — коэффициент запаса (зависит от типа ламп и степени загрязненности помещения), z — поправочный коэффициент, учитывающий, что средняя освещенность в помещении больше, чем нормируемая, минимальная, n — число светильников (ламп), η — коэффициент использования светового потока, равный отношению светового потока, падающего на рабочую поверхность, к суммарному потоку всех ламп; S — площадь помещения, м2.
Коэффициент использования светового потока — справочное значение, зависит от типа светильника, параметров помещения (длины, ширины и высоты), коэффициентов отражения потолков, стен и полов помещения.
Порядок расчета освещения по методу коэффициента использования светового потока:
1) определяется расчетная высота Нр, тип и количество светильников в помещении .
Расчетная высота подвеса светильника определяется исходя из геометрических размеров помещения
H р = H — hc — h р, м,
где Н — высота помещения, м, hc – расстояние светильника от перекрытия («свес» светильника, принимается в пределах от 0, при установке светильников на потолке, до 1,5 м), м, h р – высота рабочей поверхности над полом (обычно h р = 0,8м).
Рис. 1. Определение расчетной высоты при расчетах электрического освещения
Подробнее про определение расчетной высоты смотрите здесь: Размещение светильников в помещении при расчете освещения
2) по таблицам находятся: коэффициент запаса k з поправочный коэффициент z , нормированная освещенность Емин,
3) определяется индекс помещения i (он учитывает зависимость коэффициента использования светового потока от параметров помещения):
i = (A х B) / ( Нр х ( A + B) ,
где А и В — ширина и длина помещения, м,
4) коэффициент использования светового потока ламп η в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения стен, потолка и рабочей поверхности ρ с, ρ п, ρ р;
5) находится по формуле необходимый поток одной лампы F ;
6) выбирается стандартная лампа с близким по величине световым потоком.
Если в результате расчета окажется, что лампа больше по мощности, чем применяемые в выбранном светильнике, или если требуемый поток больше, чем могут дать стандартные лампы, следует увеличить количество светильников и повторить расчет или отыскать необходимое количество ламп, задавшись их мощностью (а следовательно и световым потоком лампы F ):
n = ( Емин х S х k з х z) / ( F х η )
Метод удельной мощности
Удельной установленной мощностью называют частное от деления общей установленной в помещении мощности ламп н а площадь помещения:
p уд = (P л х n) / S
где p уд — удельная установленная мощность, Вт/м2, P л — мощность лампы, Вт; n — число ламп в помещении; S — площадь помещения, м2.
Удельная мощность — это справочное значение. Для того, что бы правильно выбрать величину удельной мощности необходимо знать тип светильников, нормированную освещенность, коэффициент запаса (при его значениях, отличающихся от указанных в таблицах, допускается пропорциональный пересчет значений удельной мощности), коэффициенты отражения поверхностей помещения, значения расчетной высоты и площадь помещения.
Расчетное уравнение для определения мощно c ти одной лампы:
P л = (p уд х S ) / n
Порядок расчета освещения по методу удельной мощности:
1) определяется расчетная высота Нр, тип и количество светильников и в помещении;
2) по таблицам находятся нормированная освещенность для данного вида помещений Емин, удельная мощность p уд;
3) рассчитывается мощность одной лампы и подбирается стандартная.
Если расчетная мощность лампы оказывается большей чем при меняемая в принятых светильниках, следует определить необходимое количество светильников, приняв величину мощности лампы в светильнике Рл.
Точечный метод расчета освещения
Этим методом находятся освещенность в любой точке помещения.
Порядок расчета для точечных источников света:
1) Определяется расчетная высота H р, тип и размещение в светильников в помещении и чертится в масштабе план помещения со светильниками,
2) на план наносится контрольная точка А и находятся расстояния от проекций светильников до контрольной точки — d;
Рис. 2. Расположение контрольной точки А при размещении светильников по углам квадрата и В по сторонам прямоугольника
3) по пространственным изолюксам горизонтальной освещенности находится освещенность е от каждого светильника;
4) находится общая условная освещенность от всех светильников ∑ е;
5) рассчитывается горизонтальная освещенность от всех светильников в точке А:
Еа = (F х μ / 1000 х k з ) х ∑ е,
где μ — коэффициент, учитывающий дополнительную освещенность от удаленных светильников и отраженного светового потока, k з — коэффициент запаса.
Вместо пространственных изолюкс условной горизонтальной освещенности возможно использование таблиц значений горизонтальной освещенности при условной дампе 1000 лм.
Порядок по точечному методу расчета для светящихся полос:
1) определяется расчетная высота H р, тип светильников и люминесцентных ламп в них, размещение светильников в полосе и полос в помещении. Затем полосы наносятся на план помещения, вычерченный в масштабе;
2) на план наносится контрольная точка А и находятся расстояния от точки А до проекции полос р. По плану помещения находится длина половины полосы, которую принято в точечном методе обозначать L. Ее не следует путать с расстоянием между полосами, обозначенным также L и определяемым по наивыгоднейшему соотношению ( L/ Нр);
Рис. 3. Схема к расчету освещения точечным методом полосами светильников
3) определяется линейная плотность светового потока
F’ = (F св х n) / 2L ,
где F св — световой ноток светильника, равный сумме световых потоков ламп, светильника; n — количество светильников в полосе;
4) находятся приведенные размеры p’ = p/ Нр, L’ = L/ Нр
5) по графикам линейных изолюксов относительной освещенности для люминесцентных светильников (светящихся полос) находится для каждой полуполосы в зависимости от типа светильника р’ и L’
Еа = (F’ х μ / 1000 х k з ) х ∑ е
Присоединяйтесь к нашему каналу в Telegram «Современное освещение» и погружайтесь в мир инновационных технологий и стильного дизайна света! Подписывайтесь, чтобы быть в курсе последних трендов: Современное освещение в Telegram
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Методы расчета искусственного освещения
Точечный метод предназначен для нахождения освещенности в расчетной точке, он служит для расчета освещения произвольно расположенных поверхностей при любом распределении освещенности. Отраженная составляющая освещенности в этом методе учитывается приближенно. Точечным методом рассчитывается общее локализованное освещение, а также общее равномерное освещение при наличии существенных затенений.
Наиболее распространенным в проектной практике является метод расчета искусственного освещения по методу коэффициента использования светового потока.
Под коэффициентом использования светового потока (или осветительной установки) принято понимать отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к световому потоку источников света
где Фр — световой поток, падающий на расчетную плоскость; Фл — световой поток источника света; n — число источников света.
Коэффициент использования ОУ, характеризующий эффективность использования светового потока источников света, определяется, с одной стороны, светораспределением и размещением светильников, а с другой — соотношением размеров освещаемого помещения и отражающими свойствами его поверхностей.
Метод удельной мощности применяется для предварительного определения мощности установленной осветительной установки или для ориентировочной оценки правильности выполненного расчета. Он базируется на средних значениях мощности, необходимой для создания требуемой освещенности при средних значениях коэффициента использования осветительной установки.
Сущность расчета освещения по методу удельной мощности заключается в том, что в зависимости от типа светильника и места его установки, высоты подвеса над рабочей поверхностью, освещенностью, освещенности на горизонтальной поверхности и площади помещения определяется значение удельной мощности
Удельная мощность — отношение установленной мощности ламп к величине освещаемой площади (Вт/м2).
Значения удельной мощности для различных ламп приведены в таблицах.
Большие значения удельной мощности принимаются для помещений с меньшей площадью освещения.
Мощность общей лампы определяют:
Где w — удельная мощность общего равномерного освещения,
S — площадь помещения,
N — число светильников.
Расчеты со светодиодными светильниками рекомендуется производить точечным методом, в европейской программе «Dialux».
Главное усовершенствование DIALux затрагивает UGR расчет.
UGR (Unified Glare Rating) — обобщенный показатель дискомфорта, коэффициент ослепления.
DIALux может вычислять следующие UGR результаты:
ООО «Аксиома Электрика»
�� Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках
Расчет искусственного освещения
Зачастую в доме для полноценного света не хватает только дневного света, приходится прибегать к искусственному освещению. А правильного эффекта можно достичь лишь при грамотной расстановке осветительных приборов, это обеспечивает нормальные условия для человеческого глаза, а значит — ничто не сулит испорченного зрения. При анализе освещения учитывают три важных критерия:
Наиболее важным является последний критерий, отвечающий за площадь освещения.
Светодиодные светильники для дома потолочные
Без сомнений — дневной свет является наиболее безопасным и комфортным для глаз человека, но современные технологии позволяют создавать высококачественное LED освещение, которое не сказывается на человеческом зрении.
Так в чем же преимущества искусственного освещения?
Разнообразие светодиодных приборов уже давно никого не удивляют. Их длительный срок службы, хорошая светоотдача и малое потребление энергии стали выигрышным ходом передовых технологий, которые с успехом заменяют старые лампы накаливания, и даже люминесцентные лампы. Единственный недостаток таких осветительных элементов — их относительно высокая стоимость. Но если, к примеру, сравнить лампу накаливания и светодиодную — то можно понять, что в срок службы второй входит 2, а то и три замены первой! Согласитесь, это весомый аргумент в защиту цены на LED технологии.
Существует целый ряд преимуществ светодиодных светильников:
Виды светодиодного освещения
Искусственное освещение может быть: точечным, местным или общим.
Точечное освещение используется чаще всего для решения дизайнерских задач, а именно — выделения той или иной зоны помещения при помощи света. Такое освещение выполняется чаще всего при помощи компактных, встроенных светодиодных светильников.
Местное освещение используется для полноценного освещения той или иной комнаты, например: кухонная, обеденная или зоны отдыха.
Общее применяется для освещения всей площади квартиры, дома или производственного помещения, офиса.
Нормированные показатели светодиодного освещения
Существуют специально установленные СНиПом нормы освещения, которые определяют значение освещенности для тех или иных помещений. Их можно посмотреть в представленной ниже таблице:
| Тип помещения | Необходимый уровень освещенности |
|---|---|
| Прихожая | 100 люкс |
| Лестничная площадка | 100 люкс |
| Рабочий кабинет | 300 люкс |
| Учебная аудитория | 300 люкс |
| Спортивный зал | 400 люкс |
| Пункт общественного питания | 200 люкс |
| Офисные помещения | 380-490 люкс |
| Гостиная комната | 450 люкс |
| Спальня | 200 люкс |
Эти значения напрямую соответствуют величинам потока света на 1кв. метр.
Как рассчитать?
Опираясь на данные, приведенные в таблице можно без особого «ломания головы» рассчитать искусственное освещение. В тех. паспорте каждого светодиодного прибора содержится полная информация о величине выработки светового потока.
Для того чтобы рассчитать ИО (искусственное освещение) умножьте количество квадратных метров вашего помещения на значение освещенности, указанное в таблице и разделите результат на световой поток одной светодиодной лампочки в люменах.
Стоит отметить, что световой поток одной светодиодной лампочки при мощности в 11 Вт, составляет 700-800 люмен, что равнозначно лампе накаливания в 75Вт!
Благодаря такой формуле вы можете с легкостью определить, сколько световых LED приборов потребуется для вашего помещения.
Искусственное освещение в промышленности
Расчет искусственного освещения очень важен для производства и промышленности. Ведь правильно рассчитанное освещение таких помещений, складов и офисов благотворно влияет на здоровье, и в особенности — зрение работающих. Оно способствует повышению эффективности трудящихся и снижает их утомляемость и травматизм.
Первостепенной задачей технических расчетов освещения является выявление требуемой мощности осветительных приборов для равномерного и полноценного освещения конкретного помещения.
Так, очень важно понимать степень необходимости правильной установки освещения. Особенно в промышленных производствах, ткацких цехах и др., ведь именно от освещения зачастую зависит не только работоспособность, но и качественный результат!