Грамотно организованное освещение жилых помещений – одно из важнейших условий комфортной обстановки в доме или квартире. Мало того, оно напрямую влияет и на состояние здоровья проживающих в квартире людей, на их эмоциональное состояние, на остроту зрения, что в особенности касается детей. Одним словом, будет большой ошибкой пускать это проблему «на самотёк», ориентируясь лишь на собственные ощущения (они вполне могут быть субъективно-обманчивыми), и на вопросы экономии при приобретении светильников и ламп для них.
Кстати, стремление избыточно «залить комнаты светом» тоже не приветствуется – это может вносить раздражающий фактор в микроклимат помещений, да и совершенно не выгодно. При подборе светильников и ламп необходимо найти ту «золотую середину», которая бы отвечала всем требованиям. А для этого лучше всего произвести определенные расчеты. Сам алгоритм довольно тяжеловесный, требует использования табличных данных и применения специальных формул. Но надеемся, задачу пользователю упростят калькуляторы расчета освещенности помещения, которые размещены ниже.
Чтобы правильно провести необходимые вычисления, требуется для начала разобраться с принципом их проведения. Поэтому расчет будет предварен некоторыми необходимыми пояснениями.
Общие понятия о проведении расчета освещенности
Многие по старинке полагают, что способность ламп выдавать требуемой количество света измеряется в ваттах. Понятно, это следствие той укоренившейся привычки, выработанной в период безальтернативного господства ламп накаливания. Каждый хозяин в уме примерно представлял, например, что для его гостиной необходимы две лампочки по 100 ватт, а для прихожей – достаточно одной шестидесяти-ваттной.
Однако, ватт – это единица измерения энергии, и она говорит лишь о потреблении электричества в единицу времени. Просто сложился «логический мостик» – чем больше ватт, тем ярче светит. Но сегодня, с великим разнообразием современных ламп, отличающихся очень низкой потребляемой мощностью, но с высокими показателями световой отдачи, такой подход – совершенно не применим.
В таких вопросах оперируют другими величинами. Освещенность поверхности измеряется в люксах (Лк), а создаваемый источником света световой поток – в люменах (Лм). Эти характеристики тесно взаимосвязаны между собой.
Источник света со световым потоком 1 люмен при равномерном распределении этого потока, обеспечивает на площади 1 квадратный метр освещенность в 1 люкс.
Таким образом, становится понятно, что люкс – это характеристика освещённости комнаты (то, чего мы желаем добиться), а люмен – характеризует источник света, то есть по этому критерию и необходимо подбирать светильники и лампы.
Нормы освещенности помещений в квартире берутся не «с потолка» - есть рекомендации, регламентированные действующими СНиП 23-05-95:
| Тип помещений жилого дома | Нормы освещённости рабочих поверхностей в помещениях жилого дома, Лк (по рекомендациям СНиП 23-05-95) |
|---|---|
| Жилые комнаты: гостиные, спальни, столовые | 150 |
| Детские | 200 |
| Рабочие кабинеты или мастерские, где предполагается действия, связанные с поышеннным напряжением зрения: проведение тонких технологических операций, работа с документами, книгами и т.п. | 200 ÷ 250 |
| Кухни | 150 |
| Коридоры, прихожие | 150 |
| Ванные, уборные, совмещенные санузлы | 150 |
| Вестибюли проходные | 30 |
| Лестничные марши и площадки в подъездах | 20 |
| Общие коридоры и площадки на этажах моногоквартирных домов | 20 |
Рабочая формула для проведения расчетов:
Fл = (Ен × Sп × k × q) / (Nc × n × η)
В формуле буквенными символами обозначены следующие величины:
В числителе:
Fл – искомая величина: показатель светового потока (Люмен), которым должна обладать каждая лампа, устанавливаемая в светильник.
Ен – норма освещенности рабочих поверхностей для данного помещения (Люкс). Эти нормы приведены в таблице выше.
Sп – площадь комнаты, в которой необходимо добиться требуемого уровня освещённости. Если целью стоит создание особой рабочей зоны (например, в мастерской или кабинете в области верстака или рабочего стола) за счет установки локального светильника, то можно исходить из площади этой выделенной области.
k – поправочный коэффициент, называемый коэффициентом запаса. Его величина зависит от типа устанавливаемых ламп (принимается в расчет возможная потеря ими со временем яркости свечения) и от особенностей содержания помещения – степени запыленности воздуха или повышенной концентрации паров. Для жилых помещений, где постоянно проводятся уборки и большой запыленности не предполагается, коэффициент запаса принимает следующие значения:
— газоразрядные лампы – 1.2;
— галогенные лампы и лампы накаливания – 1.1;
— светодиодные лампы – 1.0.
q – коэффициент неравномерности свечения, учитывающий особенности свечения различных типов ламп.
— газоразрядные ртутные лампы и лампы накаливания – 1.15;
— светодиодные лампы и цокольные компактные люминесцентные лампы (которые часто в быту называют энергосберегающими) – 1.1.
В знаменателе:
Nc – общее количество светильников, которое предполагается установить в помещении в соответствии с проектом интерьерного оформления.
n – количество ламп, устанавливаемых в каждом из выбранных светильников
Одним словом, произведение Nc × n должно показать общее количество ламп, задействованных для освещения помещения. В этом вопросе иногда приходится проявлять известную гибкость. Например, в комнате планируется установка целого ансамбля, который включит трехрожковую люстру по центру и четыре светильника на периферии. Значит, общее количество ламп – 7 штук, и можно в калькуляторе указать или один светильник с семью рожками, или семь – однорожковых.
η – эта величина называется коэффициентом использования светового потока, и она вносит существенные поправки в расчет, учитывая особенности помещения, тип применяемых светильников и место их установки.
Коэффициент использования предстоит найти отдельно, используя вначале расчет, а затем – специальные таблицы.
Определение коэффициента использования светового потока
Это – рассчитанная величина, внесенная в таблицы для разных типов светильников. Но чтобы «войти» в таблицу, прежде необходимо найти еще один параметр – так называемый коэффициент помещения i.
Он определяется по показанной ниже формуле:
i = Sп / ((a + b) × h)
i – искомый коэффициент помещения;
Sп – площадь комнаты, м²;
a и b – линейные размеры (длина и ширина) помещения, м;
h – высота расположения светильника над уровнем пола. Не следует путать с высотой потолка – например, если светильник имеет длину подвеса 0.7 м, а высота потолка – 2.7 м, то h = 2.0
Провести расчет поможет предлагаемый калькулятор:
Калькулятор для вычисления индекса помещения
Светодиодные осветительные установки являются самыми молодыми из всех, однако бурный всплеск их развития, имеющий место в двадцать первом веке, позволил им оставить всех конкурентов далеко позади. Безусловно, технология led (light emitting diode) сегодня является наиболее перспективной и способна заменить любые другие источники света в частном доме или квартире.
Какими бы совершенными осветительными приборами не было оснащено жилище, желаемого эффекта можно достичь только в случае их правильного применения. Грамотно организованное расположение светильников поможет обеспечить благоприятные условия для здоровья зрительного аппарата человека и создаст комфортную атмосферу для жизнедеятельности хозяев. Поэтому очень важно ответственно подойти к проектированию и расчету основных светотехнических параметров помещения.
При оценке необходимого освещения принимаются во внимание такие параметры, как освещенность (измеряется в люменах), яркость (оценивается в люксах) и сила света (единицей измерения является кандела). Первая величина считается наиболее важной и зависит от значения светового потока, который распределяется по рабочей плоскости.
Преимущества led технологий
Светодиодными лампами сейчас никого не удивишь. Изделия с хорошей светоотдачей, высоким коэффициентом полезного действия и низким энергопотреблением уверенно продолжают свой ход по планете семимильными шагами. Постепенно они вытесняют еще недавно популярные компактные люминесцентные лампы, а также приходят на замену лампам накаливания, эффективность которых уже давно стала вчерашним днем.
Едва ли не единственным недостатком светодиодок является их достаточно высокая стоимость. Однако их преимущества перед традиционными источниками фотонного излучения позволят им неоднократно окупить свою дороговизну.
К основным положительным качествам осветительных устройств типа led можно отнести:
- продолжительный срок эксплуатации (от 50 тыс. до 100 тыс. часов);
- отсутствие в составе паров ртути и других ядовитых веществ;
- надежность и безопасность использования;
- компактные размеры;
- стойкость к механическим вибрациям;
- отсутствие внешней пускорегулирующей аппаратуры;
- безопасность для экологии;
- возможность эксплуатации в условиях повышенной влажности;
- надежный запуск при низких температурах;
- хороший индекс цветопередачи;
- высокая эффективность светового потока (в современных образцах – от 60 до 140 Лм/Вт).
Основные виды светодиодного освещения
Под светотехническим расчетом в широком смысле слова, предполагается совокупность математических операций, которые связывают параметры осветительной установки (число, мощность и расположение светильников) и количественную меру светотехнических показателей.
Прежде чем рассмотреть расчет, стоит сказать существующих видах освещения, от которых напрямую зависят предъявляемые к нему требования. В светотехники традиционно выделяют три вида освещения:
- акцентированное,
- местное (функциональное),
- общее.
Первое зачастую используется для оформления интерьера, создания в комнате определенной атмосферы, интересной игры оттенков, дополнения комнаты уникальными визуальными эффектами. К данному виду не предъявляется особых требований, и он потребляет мало электроэнергии. Как правило, акцентированный тип выполняется компактными светодиодными светильниками направленного света и led-полосами различной длины и формы.
Группа местного освещения применяется для создания достаточного количества света на рабочей плоскости. К примеру, это может быть письменный или кухонный стол в квартире, фрезерный станок на заводе, конвейерная линия по сборке бытовой техники на фабрике и др. Также оно может применяться для зонирования комнаты.
Общий тип используется для поддержания определенного уровня света во всей квартире или помещения значительной площади.
Нормирование освещения и основные принципы расчета
В нашей стране существуют средние нормированные значения освещенности для различных классов помещений. Регламентируются они Строительными нормами и правилами (СНиП). Эти данные удобно будет представить в виде таблицы.
| Тип помещения | Необходимый уровень освещенности на 1м² |
| 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 |
Представленные выше значения освещенности соответствуют величине светового потока, которая приходится на 1 квадратный метр освещаемой площади и является достаточной для зрительного комфорта человека. При этом следует учесть, что приведенные данные берутся для помещений с высотой потолка 2,5-3,0 метра. Если же этажное перекрытие находится выше, то уровень освещенности в люксах можно принять в 1,5-1,7 раза больше. Обусловлено это тем, что освещенность изменяется прямо пропорционально квадрату расстояния до освещаемого объекта. Поэтому, чем ближе к рабочей плоскости будет расположена люстра с лампами, тем эффективнее будет использоваться полезный поток, излучаемый светодиодкой.
Пример расчета
Руководствуясь данными таблицы, выполнить расчет освещения дома светодиодными лампами не составит труда. В техническом паспорте каждого устройства led содержится информация о величине производимого им светового потока. Тогда, для того, чтобы определить требуемую величину освещения, достаточно будет умножить количество квадратных метров комнаты на нормированное СНиПом значение освещенности, а затем разделить полученное произведение на световой поток одной led лампочки в люменах.
Например, если имеется осветительное устройство со значением светового потока 400 люмен, то для спальной комнаты площадью 12 квадратных метров нужно 6 таких изделий:
(12м 2 х 200 люкс)/400 люмен=6 шт.
Либо 3 со световым потоком в 800 люмен:
(12м 2 х 200 люкс)/800 люмен=3 шт.
К сведению! Стандартная светодиодная лампочка с мощностью в 11 Вт имеет световой поток в 700-800 люмен и приравнивается к лампе накаливания на 75 Вт.
Таким образом, можно будет узнать, сколько лампочек потребуется для создания комфортного уровня света в помещении. Как правило, данное число получается не целым и нуждается в округлении в большую или меньшую сторону.
Неточности и погрешности: с чем они связаны
Предложенный выше способ оценки освещенности квартиры светодиодными источниками является упрощенным и не может учесть всех факторов, влияющих на качество света. К таким показателям относятся:
- коэффициенты светоотражения различных поверхностей,
- параметры светильников, рассеивателей и отражателей,
- индекс комнаты,
- КПД помещения и пр.
Однако даже квалифицированные инженеры не могут выполнить оценку требуемого уровня led освещения со стопроцентной точностью, потому как даже вычисления с применением точных методов предполагает введение ряда предположений и общепринятых усредненных множителей.
Кроме того, сами нормы освещенности не являются строго обоснованными, поэтому компромисс между желаемым и возможным результатом всегда сохраняется на определенном участке шкалы освещенностей.
Вконтакте
Оценки освещённости, и других фотометрических величин – выполняются с учетом восприятия излучения человеческим глазом.
Как известно, глаз человека воспринимает электромагнитное излучение, длина волны которого находится в диапазоне 380 нм — 780 нм.
Причем чувствительность человеческого глаза (отношение энергии излучения по оценке воспринимающим свет человеком и объективно измеренной энергии) зависит от длины волны. При длине волны 555 нм (зелёный свет) чувствительность глаза к световому излучению максимальна.
Световой поток - это величина, характеризующая мощность потока светового излучения по восприятию его неким усредненным человеческим глазом с его (глаза) чувствительностью к излучению с конкретной частотой. В настоящее время для учета последнего параметра используются таблицы, приведённые в немецком стандарте DIN 5031. Световой поток измеряется в люменах.
Сила света (I) – это световой поток, распространяющийся в рамках какого-либо направления, то есть частное от деления светового потока на телесный угол, внутри которого этот поток распространяется (измеряется в канделах).
Освещенность (Ev) - это световой поток, деленный на значение площади, на которую он (поток) падает. Измеряется освещенность в люксах, лк (1 люкс равен 1 люмен / 1 квадратный метр).
Яркость – это отношение силы света, создаваемого источником, к площади этого источника.
В системе СИ – семь основных единиц, в том числе – кандела. Один Ватт электромагнитного (светового) излучения при длине волны 555 нм воспринимается глазом как 683 люмена. Константа Km, равная 683 лм / Вт, называется коэффициентом фотометрического эквивалента излучения.
ЛЮКСМЕТР TESTO 545. Прибор для измерения освещенности
Какой должна быть освещенность
При расчете освещения в помещении необходимо определить требования по освещенности в конкретных точках помещения. Эти требования содержатся в нормативных документах:
- СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03;
- СП 52.13330.2011.
Важно понимать, что освещение помещений может быть не только искусственным, но и естественным. Однако в наших расчетах естественное освещение мы рассматривать не будем. Вопрос, конечно, очень важный, особенно при проектировании энергоэффективных зданий. Но это вопрос скорее строительного проектирования. Количество, мощность и расположение светильников (даже при наличии окон) все равно определяются при условии отсутствия естественного освещения.
Требования к освещённости некоторых типичных видов помещений находятся в таблице 1.
Виды источников света
Кроме требований по освещённости следует учитывать качество излучения осветительных приборов. Для наших глаз самое приятное и комфортное освещение – природное (дневной солнечный свет). И главной задачей создания является максимальное его приближение к естественному.
Важная характеристика источника света – цветовая температура (см. таблицу 2).
Технические характеристики некоторых видов ламп показаны в таблице 3. Электрическая мощность лампы – это потребляемая от сети электрическая мощность. Световой поток – это «световая мощность» лампы, т. е. мощность, оцениваемая с учетом спектральной чувствительности человеческого глаза. Отношение этих величин называется «световой отдачей».
Подбор осветительного оборудования
Для расчета освещённости чаще всего применяют профессиональную бесплатную программу Dialux. Для тех, кто пользуется этой программой нечасто, в стандартной установке есть «лайт» версия.
Однако эта программа и квалификация для её использования не всегда в наличии. Кроме того, для её использования необходимы файлы описания используемых светильников в формате IES Photometric Data File. Он поддерживается не только Dialux. Большинство профессиональных программ, которые используются для расчета освещения помещений (семейство программ 3D Studio, Lightscape, Relux, CINEMA 4D и др.), также используют этот стандартизованный фотометрический формат представления информации о светильниках.
Для расчета освещения вручную используются:
- метод удельной мощности,
- метод коэффициента использования,
- точечный метод.
Метод удельной мощности
Это самый простой метод, применение его вполне оправдано для оценки общего освещения.
Для определения необходимой суммарной мощности светильников надо умножить нормативную удельную мощность (на единицу площади) на площадь помещения.
При определении нормативных параметров учитываются назначение помещения, тип источников света, распределение светильников по горизонтали и вертикали (примеры – в таблице 4).
Количество светильников и их расположение определяются исходя из рассчитанной общей суммарной мощности, мощности выбранных светильников и условия создания освещённости наиболее разумной конфигурации.
Метод коэффициента использования светового потока
При проектировании общего освещения применение этого метода вполне оправдано.
Вначале выполняется предварительное определение положений источников света. При этом учитываются конфигурация помещения, возможность отражения света от поверхностей ограждений.
Необходимый световой поток одного светильника Ф рассчитывается по формуле:
Ф=ЕнSKзапZ / N η,
где Ен – нормативная освещенность, лк (по требованиям СП и СанПиН); S – площадь, кв. м; Кзап – коэффициент запаса (величина Кзап зависит от состояния светильников, ограждающих поверхностей, подробнее – в таблице 5); Z – коэффициент минимальной освещенности (ориентировочно, для люминесцентных ламп Z = 1,1 для ламп накаливания Z = 1,15); N – количество светильников (обычно приближенно оценивается на основании анализа особенностей помещения до проведения уточняющих расчётов); η – коэффициент использования светового потока.
Коэффициент η зависит от типа светильника, индекса помещения i и коэффициентов отражения: потолка rп, стен rс, пола rр.
Типовые значения коэффициентов отражения составляют:
- для офисов: rп = 70%, rс = 50%, rр = 30%.
- для обычных производственных помещений и цехов: rп = 50%, rс = 30%, rр = 10%.
- для цехов с повышенной запылённостью: rп = 30%, rс = 10%, rр = 10%.
Индекс помещения i определяется так:
где А, В, h – горизонтальные и вертикальный размеры помещения.
В таблице 6 приведены значения η для светильника с люминесцентными лампами:
Выполнив расчёт по формуле, мы можем подобрать светильник. Если задача выбора светильника не решается сразу, повторяем итерации, изменяя исходные данные, пока не подберём то, что нужно.
Точечный метод
Метод – достаточно универсальный и может быть использован при любом взаимном расположении освещаемых поверхностей и источников света. Для выполнения расчета используются оценки освещенности в нескольких точках, на которые попадает свет от светильников.
Расположение точечных светильников и графики для круглосимметричных источников света
Светильники могут быть расположены каким угодно образом, могут образовывать любую правильную или неправильную геометрическую фигуру. Для контроля оценивается освещённость в характерных важных для Вас точках.
Применение точечного метода оправдано в помещениях с оборудованием, темными стенами и потолком, со сложной конфигурацией. Если нужно применять точечный метод, то может оказаться, что освоение и использование специализированного программного обеспечения позволит сэкономить время и силы.
Расположение светильников на первом рисунке лампами накаливания на втором — люминесцентными лампами
Теоретическая формула для расчета освещённости поверхности в точке имеет вид:
E = Iα cos(α) / r2,
где Iα - сила света в направлении от источника к точке (определяется по кривым или таблицам для выбранного светильника), кд; α - угол между перпендикуляром к поверхности и направлением на источник света; r - расстояние между источником и точкой, м.
При оценке освещённости точки горизонтальной плоскости потолочным светильником, расположенным на высоте h от поверхности, приведённую формулу можно переписать в следующем виде, приспособленном для технических расчётов:
E = Iα cos3(α) µ / h2 Kзап,
где — коэффициент µ введен для учета влияния отраженного светового потока и удаленных светильников (обычно µвыбирается в диапазоне 1,05 — 1,2).
Коэффициент запаса Kзап мы уже обсуждали, рассматривая метод коэффициента использования. Определение освещенности выполняется с привлечением справочной информации, как правило, используются графики пространственных изолюкс (т. е., линий, соединяющих равноосвещенные точки), а также вспомогательные таблицы.
С ростом цены на электроэнергию, популяризацией экологических тенденций в мире, а также снижением цены светодиодов, LED-освещение приобретает все большую популярность. Благодаря низкому потреблению энергии, долговечности, безопасности и широкому ассортименту представленной продукции, этот вид осветительных приборов стремительно укрепляет позиции на рынке и занимает должное место в большом количестве домов.
В силу того, что характеристики LED-приборов отличаются от классических ламп накаливания и газоразрядных устройств, при переходе на них часто возникает вопрос, . Сложности добавляет и засилие в продаже бюджетных диодных ламп, которые обладают низкой мощностью. Как следствие, некоторые пользователи могут сформировать ложное мнение о технологии в целом, недооценивая реальный ее потенциал. Исправить сложившуюся ситуацию и призван этот материал. Его цель – помочь выяснить, как рассчитать площадь освещения светодиодных ламп , определиться с наиболее подходящим типом светильников и понять, чего нам часто недоговаривают китайцы, формируя некорректное мнение о LED.
Принципиальные отличия LED от классических технологий
Краткий экскурс в историю
Светодиодные приборы были изобретены более восьмидесяти лет назад, параллельно несколькими инженерами (среди них – и русский физик Олег Лосев). За счет особых свойств отдельных полупроводников учеными был достигнут эффект их свечения при прохождении электрического тока. Однако первые образцы отличались высокой стоимостью изготовления, имели очень низкую яркость и такой же срок службы. Позже, в 50-80-х годах XX века, первые светодиоды, которые могли использоваться на практике, были созданы в США и Японии. Учеными были разработаны красные, зеленые, синие, белые, а также ультрафиолетовые и инфракрасные полупроводниковые источники света. Лишь в 70-х годах технология стала относительно доступной, до этого стоимость каждого диода могла составлять сотни долларов.
В 90-х, когда появились сравнительно недорогие LED-элементы и оборудование для их массового тиражирования (тысячами и миллионами экземпляров), стало возможным внедрение их в качестве источников бытового освещения. До этого они применялись, в основном, как индикаторы в различной электротехнике. И только в 2000-х, когда массовое производство дешевых светодиодов наладили во всем мире, а главное, в Китае, стоимость мощной LED-лампы (достаточно яркой, чтобы служить в качестве основного источника света в доме) снизилась с десятков долларов до единиц. После этого и начался бум на LED-светильники в мире.
Устройство светодиодной лампы
Конструкция светодиодной лампы принципиально отличается от других источников света. Главное отличие – это многоэлементная компоновка. «Лампочка Ильича» испускает свет в видимом диапазоне за счет накала до сверхвысоких температур (около 3000 °C) вольфрамовой нити. Газоразрядный (люминесцентный) светильник делает это благодаря свечению слоя люминофора, нанесенного на внутренние стенки стеклянной трубки, заполненной газом, при пропускании тока через него. Оба вида таких осветительных приборов объединяет то, что источник видимого излучения в их конструкции, как правило, один. Масштабирование мощности достигается за счет увеличения размеров прибора или использования параллельно нескольких ламп. На этом фоне LED-светильники сильно отличаются, так как являются, по сути, сборкой из десятков миниатюрных светодиодов. За счет изменения их количества и модификации управляющей электроники становится возможным создание ярких источников света в компактном корпусе. С традиционными видами освещения это невозможно, так как рост яркости приводит к значительному увеличению габаритов.
Особенности компоновки LED-ламп предоставляют ряд преимуществ, но накладывают и ряд ограничений, которые важно учесть перед тем, . Для соединения между собой десятков элементов требуется специальная печатная плата, также в корпусе необходимо разместить и блок управляющей электроники. Поэтому светодиодные лампы имеют существенные отличия от аналогов.
Как рассчитать светодиодное освещение: виды ламп
В силу наличия печатной платы с управляющей системой, тело лампы частично светонепроницаемо. Желая сохранить совместимость с обычными люстрами, торшерами, бра, настольными лампами производители стараются придерживаться классического форм-фактора. Наиболее популярными являются разновидности, получившие в просторечии наименования «груша» и «кукуруза». «Свеча» является несколько менее распространенной.
Лампа “груша”
«Грушей» называют вид светодиодных светильников, форма которых повторяет таковую у обычной лампы накаливания. Тело подобной LED-лампы наполовину состоит из непрозрачного пластика с ребрами для улучшения охлаждения. Вторая ее часть прозрачная, затененная или окрашенная слоем люминофора полусфера. На границе этих частей располагается плата с диодами, направленными в одну сторону. В силу такой конструкции угол рассеивания света составляет не почти 360° (как у ламп накаливания, «мертвая зона» которых приходится только на участок с цоколем), а всего лишь 180° или немногим больше.
Лампа “кукуруза”
В «кукурузе» плата с размещенными диодами расположена перпендикулярно цоколю, по продольной оси лампочки. Она может быть выполнена в форме пластины, трубки круглого, квадратного или многоугольного (от 3 до 8) сечения. LED-элементы расположены на лицевой ее части, в то время как электроника спрятана в цоколе, зоне возле него или внутри трубки. За счет сходства платы, на которой размещены полупроводники, с кукурузным початком, этот вид светильников и получил свое просторечное название. Такие лампы отличаются большим углом охвата, так как две «слепые зоны» находятся лишь в районах цоколя и на противоположном конце колбы. Последняя может и вовсе отсутствовать, если диоды присутствуют и на торце.
Лампа “свеча”
«Лампа-свеча», за счет удлиненного корпуса, является компромиссом между «грушей» и «кукурузой». Она предоставляет более широкий, чем первая, угол свечения, но ограничена по размеру и мощности. Основная область применения «свечей» — настольные лампы и локальное освещение небольших площадей.
Как выбрать светодиодные лампы по форме
Перед тем, как рассчитать светодиодное освещение на помещение , необходимо определиться с типом используемых лампочек. В значительной степени, он зависит от того, будет использоваться имеющееся осветительное оборудование (люстры, плафоны, торшеры), или же проектируется новая электропроводка.
В первом случае стоит уделить особое внимание площади и углу рассеивания света. В зависимости от того, какой тип светильников установлен в комнате, определяется и тип LED-приборов.
- Висячий плафон или люстра
, в которой лампы направлены вниз, оптимально сочетаются со светильниками типа «груша», которые будут рассеивать свет по всей площади и стенам. «Слепая зона» такого LED-освещения придется на пространство под потолком, которое обычно не используется. «Кукуруза» с диодами на торце тоже отлично подходит для висячего плафона, так как освещает и пол, и стены, и потолочное пространство.
- Точечные светильники , установленные в конструкцию подвесного потолка,
тоже удачно сочетаются с «грушами». Цоколь лампы и непрозрачная ее часть будут скрыты декоративным слоем отделочного материала, зато свет, излучаемый рабочей частью прибора, равномерно заполнит все пространство. А вот «кукурузу» ставить в такие приборы не стоит – значительная часть диодов будет направлена в подпотолочное пространство.
- Люстра, в которой патроны направлены вверх
с «грушами» несовместима! Исключение составляют только помещения с зеркальным потолком. Свет такой диодной лампы будет направлен вверх, а под ней образуется затененный участок. Хуже всего будет освещаться центральная часть комнаты, где даже зеркальный потолок не сможет полностью компенсировать недостатка яркости.
- Точечные светильники и бра , установленные на стенах,
оптимально сочетаются с продолговатыми лампами «кукурузами». Свет, излучаемый ими, направлен и вниз, и вверх, и на стены. Ориентация патрона (цоколем вверх, вниз или параллельно земле) в данном случае практически не имеет функционального значения.
- Точечные светильники, утопленные в толщу стены,
с «кукурузами» сочетаются хуже. Здесь ситуация подобна потолочным аналогам: «полезный» свет излучает только торец лампы (где диодов мало), а боковые LED-элементы освещают нишу, в которой расположен прибор.
- Для настольных ламп , бра, торшеров , где патрон «смотрит» вниз
,
желательно приобретать «груши» или «свечи». Задача таких осветительных конструкций – эффективное освещение участка с малой площадью, и «груша», прикрытая по бокам плафоном, справится с ней лучше всего. «Кукуруза»
тоже подойдет, но, опять же, часть света будет утеряна на подсветку стенок плафона (которые далеко не всегда обладают хорошими отражающими характеристиками).
- Потолочные светильники, в которых патрон размещается параллельно полу
, сочетаются лучше всего с «кукурузами». «Груша» подойдет только в случае, если нужно сконцентрировать максимум света в одной части комнаты, а другой можно пренебречь. Но и в этой ситуации дефицита света в центральной части помещения не избежать.
Если освещение конструируется с нуля, и поставлены определенные цели (например, равномерное яркое заполнение светом всего пространства комнаты, или же концентрация его на отдельных участках), можно подобрать вид приборов под тип ламп, а не наоборот. Перед тем, как рассчитать освещение в комнате, светодиодное оборудование достаточно проанализировать на предмет наличия и расположения «мертвых зон», чтобы купить те модели ламп, которые подойдут оптимально. В остальном же все, сказанное в предыдущем абзаце, применимо и в данном случае.
Перед тем, как рассчитать светодиодное освещение на помещение , важно учитывать и тот факт, что диоды боятся перегрева. Если комната большая (более 20 м2), а лампы будут установлены в компактном и закрытом (частично или полностью) корпусе, одной центральной люстры может быть мало. Вызвано это тем, что мощная лампа, установленная в такую конструкцию, выделяет много тепла, которое не будет эффективно рассеиваться, приводя к перегреву LED-полупроводников. Это тепловыделение хоть и в разы меньше, чем у «лампочки Ильича», но лампа накаливания специально рассчитана на сверхвысокие температуры, а вот процесс деградации диодов ускоряется даже при температурах менее 100 °C. Выходом из сложившейся ситуации является использование многоламповых люстр или установка дополнительных светильников в отдаленных углах помещения.
Как рассчитать площадь освещения светодиодных ламп
Основной единицей измерения яркости светового потока, принятой производителями осветительных приборов, является люмен (лм). Связанная с ней кандела (кд) тоже популярна, но применяется реже, так как оперировать с ней сложнее. В СНиП, регулирующих норму освещения, применяется единица, производная от люмена – люкс (лк).
1 лк =1 лм/м2
Таким образом, перед тем, как рассчитать светодиодное освещение на помещение , нужно знать его площадь, а также учитывать функциональное предназначение комнаты.
В силу того, что наибольшей популярностью в качестве бытового источника света уже много лет пользуются лампы накаливания, мощностью от 40 до 100 Вт, а также для уменьшения количества «сухих» цифр и большей наглядности процесса, в качестве ориентира можно использовать именно их характеристики.
В 2011 властями Российской Федерации был принят закон, запрещающий продажу ламп накаливания, мощностью 100 и более ватт. В силу того, что точное значение этого параметра зависит от напряжения в сети (которое в разное время суток, особенно в промышленных районах, может варьироваться от 200 до 250 В), а также индивидуальных особенностей конкретного экземпляра лампы, детальный подсчет мощности невозможен. Производители ламп, для обхода запрета, стали маркировать 100-ваттные продукты, как 99, 95 или 90 Вт (что, при определенном напряжении, правда), но сами приборы изменений не претерпели. Поэтому расчеты, где за ориентир яркости принята лампа на 100 Вт, применимы и к аналогам на 90-99 Вт.
Согласно нормативам, световой поток лампы накаливания на 40 ватт составляет от 415 люмен, 60 Вт – 710 лм, 75 Вт – 935 лм и 100 Вт – от 1340 лм. Как видно из приведенных данных, чем мощнее лампа – тем она экономичнее относительно яркости, но прожорливее в целом. LED приборы такого недостатка лишены, так как каждый диод потребляет фиксированный ток, и общий расход почти прямо пропорционален количеству полупроводниковых элементов. В зависимости от ценовой категории лампы, он составляет 70-150 лм/Вт (против 13-16 лм/Вт у лампы накаливания на 100 Вт), то есть, в целом LED-приборы эффективнее в 5-11 раз.
Немного о китайцах
В последнее время в продаже часто можно встретить дешевые светодиодные лампы, стоимостью 100-200 рублей. Нередко они могут комплектоваться картонной упаковкой с русскоязычными надписями, но иногда поставляются в простой, так называемой OEM, упаковке, или коробке без подписей на русском. Это, как правило, продукция китайских заводов, которая поставляется напрямую из КНР или через российских OEM-производителей.
Продукция из Поднебесной часто может комплектоваться упаковкой, на которой указаны несоответствующие действительности характеристиками. Это – вина или недобросовестных производителей, или российских их заказчиков, желающих снизить себестоимость реализуемой продукции. В описаниях ламп, которые представлены в продаже, часто можно встретить громкие заявления вида «потребляет в 10/15/20 раз меньше обычной лампочки!». При выборе такой продукции следует помнить, что данный показатель нередко округлен в большую сторону, с точностью до 5 или 10. На самом деле LED-лампа, ценой 100-200 рублей, просто физически не может быть аналогичной по качеству продукту всемирно известного бренда, вроде того же Philips. Такие компании знают о конкуренции и дорожат репутацией, поэтому необоснованно накручивать сотни процентов прибыли не станут.
Примерно так выглядят дешевые китайские лампы
Заявлениям продавцов, утверждающих, что LED-лампа на 5 Вт, стоимостью 100 рублей, эквивалентна «лампочке Ильича» на 75 или 100 Вт, доверять не стоит. Практика показывает, что реальное соотношение их яркости примерно 1 к 5, в лучшем случае, 1 к 7. То есть, 1 Ватт светодиодного светильника по яркости эквивалентен 5-7 Вт лампы накаливания. Важно учесть это перед тем, бюджетной категории.
Покупать или не покупать дешевые лампы решать пользователям. Стоит только отметить, что устройства, продающиеся совсем за бесценок (в районе 100 рублей), могут также иметь управляющую электронику. В лучшем случае, они просто перегорят в скором времени, в худшем – будут мерцать и постепенно терять первоначальные качества, приводя к хронической усталости глаз. Поэтому при покупке дешевой лампы лучше сразу протестировать ее в магазине или в пункте доставки.
Расчет мощности LED-ламп
Согласно нормам СНиП, действующим на территории России, для помещений следующих типов утверждены такие нормы освещенности:
- Офис, в котором осуществляется работа за компьютерами – 300 лк (300 лм/м2).
- Офис, в котором производятся чертежные работы – 500 лк.
- Конференц-зал – 200 лк.
- Лестницы офисов – 50-100 лк.
- Лестницы жилых домов – от 20 лк.
- Проходные помещения (коридоры, холлы, вестибюли), подсобки, кладовые и архивы, ванные, санузлы, раздевалки и гардеробные – от 50 до 75 лк.
- Спальни, кухни, детские и другие жилые помещения – 150-200 лк.
- Рабочий кабинет, библиотека – 200 лк.
Учитывая, что мощность дешевой LED-лампы составляет до 80-90 лм/Вт, для обеспечения достаточной освещенности спальни, площадью 10 м2нужно от 1500 лм, и сделать это способна лампа накаливания на 100 Вт, бюджетная LED-лампа от 18 Вт или 3 таких прибора по 6 Вт. При использовании брендовой продукции светоотдача будет выше – от 100 лм/Вт. Для той же спальни на 10 м2 требуется светодиодная лампочка на 14-15 Вт.
Если освещение с помощью ламп накаливания, давно используемое в помещении, устраивает в плане яркости, а переход на LED вызван желанием сэкономить на оплате «коммуналки»/внести вклад в защиту окружающей среды/идти в ногу со временем/изменить цветовую температуру света (у каждого причина может быть своя) – можно просто произвести расчет, отталкиваясь от имеющихся параметров. Так, лампа накаливания на 100 Вт может быть заменена «светодиодкой» на 13-16 Вт, альтернативой «семьдесятпятке» станет LED на 10 Вт, а «сороковку» заменит качественный LED-светильник на 3 Вт.
Выбор цветовой температуры
Есть у светодиодных LED-ламп еще один параметр, который важно учесть перед тем, . Это – цветовая температура, которая определяет оттенок излучаемого света. Измеряется она в кельвинах (К). Чем выше этот показатель, тем ближе к белому и голубому оттенкам будет излучение. У ламп накаливания этот показатель составляет от 2000 К (25 Вт) до 2800 К (100 Вт) и соответствует светло-желтому или светло-оранжевому цвету.
Цветовая температура светодиодных источников освещения варьируется от 2500 до 7000 К.
- 2500-3000 К. Теплый желтый свет, близкий к свету лампы накаливания.
- 3000-4000 К. Теплый белый, с оттенками желтизны, близкий к дневному.
- 4000-5000 К. Нейтральный белый, близкий к дневному.
- 5000-7000 К. Холодный белый, с оттенками голубизны у верхней границы.
Какой из них выбрать – в значительной степени зависит от вкусовых предпочтений. Однако следует учитывать, что специалисты рекомендуют для разных видов помещений разную цветовую температуру.
Теплые оттенки (до 4000 К) предпочтительны для спален, гостиных, кухонь. Нейтральные и холодные цвета оптимально подходят для ванной, подвала, рабочего кабинета, холла, прихожей, санузла. Физиологи отмечают, что именно при освещении с температурой 4000-6000 К человеческий организм демонстрирует максимальную производительность труда и лучше всего воспринимает информацию.
Большой поклонник качественной китайской техники, любитель четких экранов. Сторонник здоровой конкуренции между производителями. Чутко следит за новостями в мире смартфонов, процессоров, видеокарт и другого железа.
Правильное освещение в квартире - это залог не только комфорта и красоты вашего жилища, но и создание условий, не влияющих пагубно на ваше здоровье. Поэтому данному вопросу следует уделить пристальное внимание, что мы и постараемся сделать в этой статье.
Мы детально разберем вопросы: сколько и какого освещения нужно в каждой комнате, как правильно рассчитать освещение, выбрать лампы и грамотно выполнить схему освещения.
Для того чтобы создать правильную сеть освещения в комнате, доме или вообще в любом помещении, у нас должен быть детальный план расположения мебели, декоративных элементов и отдельных зон. Без всего этого создать именно правильное освещение нереально. Поэтому в наших дальнейших разъяснениях мы исходим из того, что вы имеете такой план.
Более подробно о расчете освещения узнайте из этого видео!
Выбор мощности светильников
Одним из основных критериев выбора правильного освещения, является правильный подбор светильников и мощности ламп. Для этого существует два основных метода расчетов – точечный метод и метод коэффициентов использования. Первый из них больше предназначен для расчета местного освещения в отдельной точке, а второй больше подходит для расчета общего освещения.
Оба эти метода мы уже разбирали на страницах нашего сайта. Они содержат множество параметров, коэффициентов, и требуют для расчета специфических знаний. Поэтому в нашей статье мы рассмотрим другой пример расчета, который хоть и не является таким уж точным, но дает достаточно правильные результаты.
- Итак, проект освещения квартиры начинается с выбора количества и мощности ламп. Для этого нам необходимо знать площадь помещения, и необходимую освещённость в каждой отдельной комнате. И если с площадью помещения все более или менее понятно, то с нормами освещения давайте разберемся отдельно.
- Нормы освещения устанавливает СНиП 2-4-79. Согласно нему, минимальная освещенность в жилых комнатах должна составлять 150лк. Для коридоров, ванных комнат и уборных этот норматив ниже, и составляет всего 50лк.
- Но в нормативном документе указаны именно минимальные требования. Даже сам документ имеет массу оговорок по этому поводу, в котором рекомендует для людей старше 45 лет, для детей, а также в некоторых других случаях, увеличивать эту норму.
- И даже во всех официальных расчетах, этот норматив увеличивают на 20 – 30% — за счет коэффициентов загрязнения светильников, коэффициентов запаса и других переменных.
- Исходя из этого, если вам нужен мягкий свет, то мы рекомендуем создавать сеть освещения до 150лк. Ярким считается свет в 300лк. И очень ярким — свет в 500лк.
- Имея необходимые данные по освещенности и площади комнаты, мы можем рассчитать необходимый световой поток ламп. Для этого достаточно освещенность умножить на площадь помещения. В итоге, если мы имеем помещение в 9м 2, и создаем яркое освещение в 300лк, то получим необходимый световой поток в 2700лм.
- Теперь нам необходимо выбрать необходимое количество ламп. Каждая лампа имеет информацию, какой световой поток она обеспечивает. Например, обычная 100Вт лампочка обеспечивает световой поток в 1350лм. То есть, для данного помещения нам потребуется 2-3 таких лампы.
Обратите внимание! Учитывая, что мы расчет ведем не по минимальным параметрам, то при расчетах количества можно принимать как ближайшее большее, так и ближайшее меньшее количество ламп.
- Таким нехитрым расчетом мы можем достаточно точно определить необходимое нам количество ламп. Его конечно сложно назвать точным, но для упрощенных расчетов его вполне можно применять.
Расположение светильников
Итак, с количеством и мощностью светильников мы определились. Теперь необходимо создать план освещения квартиры. И здесь есть несколько вариантов.
- Одним из лучших в плане создания общего освещения, является равномерное расположение точечных светильников, дающих рассеянный свет по всей комнате. Это практически идеальный вариант, который при правильном подходе позволяет даже обыгрывать мебель, расположенную в неудачных местах.
- Вариант с люстрой так же вполне подходит для небольших по площади и примерно квадратных помещений. Если же помещение длинное или имеет большую площадь, то таких люстр может потребоваться несколько.
- Еще одним очень удачным вариантом, является так называемое отраженное освещение. Это когда свет от светильников направлен в потолок и отражаясь от него разливается по всей комнате. Этот вариант создает действительно равномерное освещение, которое наиболее близко к естественному, но цена такого варианта, конечно, выше. Да и мощность светильников должна быть немного больше в связи с потерями на отражение даже на самых лучших поверхностях.
- Но высота потолков далеко не всегда позволяет создать качественное верхнее освещение. В этом случае, вам придётся рассматривать вариант бокового освещения. Он является наименее предпочтительным, потому что дает огромное количество теней. Чтобы исключить их образование, вам придётся устанавливать как можно большее количество светильников на всех стенах. Причем каждый отдельный светильник желательно сделать как можно меньшей мощности, дабы он не «бил» по глазам.
- Для таких низких помещений, в некоторых случаях возможно применение варианта с отраженным от потолка освещением. Только в этом случае светильники, направленные в потолок, устанавливаются не под потолком, а на уровне пола. Но сразу отметим, такой вариант применим далеко не во всех помещениях, и он требует тщательной проработки.
Совмещенное освещение
Ну вот, мы выбрали светильники и лампы, определили места их расположения. Казалось бы, следует двигаться дальше, но мы вернемся немного назад. Ведь мы делали расчет исходя из того, что никакого другого освещения кроме как искусственного у нас нет.
А между тем, днем у нас есть естественное освещение. Но к сожалению, его далеко не всегда хватает. Поэтому иногда возникает необходимость создания совмещенного освещения.
- Для того, что определить, необходимо ли нам совмещенное освещение, необходимо знать нормы естественного освещения в квартире. В этом вопросе мы вновь обратимся к СНиП.
- Он дает нам четкие ответы, что КЕО для жилых зданий в вечной мерзлоте должен составлять 0,4, а для остальных районов нашей страны 0,5. Но думаю такой ответ дает больше вопросов чем ответов. Поэтому давайте разберемся, что такое КЕО.
- КЕО – это коэффициент естественного освещения. Он является соотношением естественной освещенности в определённой точке в помещении, к естественной освещенности вне помещения, на незатененном пространстве.
- То есть, исходя из приведенных выше значений, естественная освещенность внутри нашей комнаты должна составлять 50% от естественной освещенности на улице. Осталось только определить то самое расчетное место.
- Как говорит инструкция, для жилых зданий этой точкой является расстояние в метре от стены противоположной окну. Именно здесь естественная освещенность должна быть не меньше 50% освещенности на улице.
- Закономерно возникает вопрос, как это определить? Сделать это можно либо с помощью специальных приборов, либо методом расчета. И тот, и другой вариант достаточно проблематичен, но если вопрос стоит ребром, то вполне осуществим. Расчет в принципе можно сделать и своими руками, хотя и придётся повозится. Ну а если есть прибор – люксметр, то все еще проще.
- Если вы определились, что естественное освещение в вашей комнате недостаточное, то вы имеете два варианта решения проблемы. Либо увеличить окна, для достижения необходимого КЕО, либо создать дополнительное искусственное освещение.
- Дабы не создавать дополнительную сеть освещения, в качестве совмещенного можно использовать уже существующую сеть общего освещения. Только задействовать для него не все светильники, а только часть — в той части помещения, где КЕО является недостаточным.
Другие аспекты выбора освещения
Но и это еще далеко не все. Проектирование освещения квартиры предполагает учет еще целой группы факторов, о которых мы поговорим в данном разделе.
|
|
Прежде всего, рассмотрим такой параметр, как равномерность освещения. О нем мы уже упоминали вскользь выше, но теперь остановимся подробнее.
Дело в том, что соотношение между наиболее и наименее освещенными участками в помещении не должна превышать 1 к 40. Именно поэтому светильники следует располагать равномерно по комнате, а для общего освещения использовать светильники с рассеивателями. |
|
|
Следующий важный параметр — это ослепленность освещения.
|
|
|
Проектирование освещения в квартире обязательно должно учитывать и такой фактор, как цветопередача.
|
|
|
Учитывать стоит и такой фактор как температура света. С ее помощью можно выгодно обыгрывать архитектуру комнаты. Делая одну комнату холодной белой, а другую теплой с желтоватым оттенком. |
|
|
Правила освещения квартиры обязательно требуют позаботиться о таком параметре, как коэффициент пульсации лампы.
|
Обратите внимание! Производители зачастую пытаются скрыть высокие коэффициенты пульсации своих ламп. Но проверить это можно просто при помощи видео с камеры мобильного телефона. Для этого достаточно навести камеру телефона на светильник и посмотреть на монитор телефона. Если вы видите черные полосы, то коэффициент пульсации у такой лампы достаточно велик. Если вы не видите полос, то он скорее всего находится в норме.
Правила монтажа сети освещения в квартире
Ну и напоследок поговорим о том, как должна выполняться разводка освещения в квартире. Мы не будем рассказывать, как монтировать провода и выполнять подключение, мы поговорим о принципах построения системы управления, и подскажем несколько удачных решений, которые некоторые просто не знают.
- Итак, прежде всего начнем с расположения выключателей. Выключатель общего и декоративного освещения должен располагаться на стене у входа в помещение. Это должна быть сторона, ближняя к дверной ручке.
- Местное освещение должно включаться в зоне его использования — обычно рядом со светильником или на нем. Зональное освещение должно включаться на входе в данную зону. Если таких входов два, то с обеих сторон.
- Кстати, об управлении освещением из нескольких мест. Реализовать такую схему достаточно просто при помощи проходных и перекрестных выключателей, либо при помощи импульсного реле. Принципы монтажа таких схем вы найдете у нас на сайте.
- Несколько слов хотелось бы уделить такому коммутационному аппарату как регулятор освещения в квартире — или как их еще называют: диммерам. Не все знают, что с их помощью можно регулировать яркость далеко не всех ламп. Например, диодные или люминесцентные лампы вообще не поддаются регулировке.
- Да и сами регуляторы бывают нескольких типов, и некоторые могут давать достаточно сильные помехи. Поэтому прежде чем выбирать такие приборы познакомьтесь с информацией о них на страницах нашего сайта.
- При выборе выключателей не забывайте о таком его номинальном параметре, как ток. Он должен соответствовать нагрузке вашей сети. На данный момент выпускаются выключатели на ток до 6 или 10А. Что примерно соответствует нагрузке 1300Вт или 2000Вт соответственно.
- Теперь уже, что касается непосредственно разводки. Современные сети освещения обычно потребляют достаточно небольшой ток. Поэтому, соблюдения минимального требования ПУЭ к групповому проводу будет достаточно. Согласно норм ПУЭ, сечение такого провода должно быть не менее 1,5 мм 2 . Для жилых помещений — это только медный провод.
- Ну и напоследок обратим ваше внимание на максимально допустимое количество светильников для одного выключателя. Обратите внимание: именно светильников, а не ламп. Это число должно быть не более 25 штук.
Вывод
Проектирование освещения квартиры – дело, в общем-то, несложное, но оно требует детальной проработки каждой мелочи. Разложить все по полочкам в рамках одной статьи просто нереально. Поэтому нашей целью было дать вам общее понимание принципа построения сети освещения в доме или квартире. Более же детальную информацию по каждому из факторов и принципах их расчетов, вы найдете на других страницах нашего сайта.
