Расчет освещенности помещения светодиодными лампами
А если наоборот количество Ватт будет слишком большим для освещаемого помещения то, отражаемый от поверхностей свет будет казаться слишком ярким от чего может возникать резь в глазах и их быстрое уставание.
Дизайнеры рекомендуют ориентироваться на среднюю норму согласно которой одному квадратному метру помещения должно соответствовать 20W мощности осветительного прибора. Однако сразу стоит оговориться, что эта цифра меняется в зависимости от назначения помещения (кухня, столовая, спальная, коридор, нежилое помещение), от использованных цветов и материалов в оформлении интерьера помещения, а также от высоты потолков в помещении.
| Уровень освещенности | Тип лампы | Вт/м2 |
|---|---|---|
| Приглушенный свет | Лампа накаливания | 10 |
| Галогенная лампа | 7 | |
| Энергосберегающая | 2 | |
| Средний свет | Лампа накаливания | 15 |
| Галогенная лампа | 10 | |
| Энергосберегающая | 3 | |
| Яркий свет | Лампа накаливания | 20 |
| Галогенная лампа | 13 | |
| Энергосберегающая | 4 |
Чтобы вычислить количество Ватт, необходимых для создания комфортного освещения в помещении, нужно умножить площадь помещения на количество Ватт из строчки таблицы, соответствующей типу освещения и используемым лампам.
Если в результате проведения вычислений у Вас получится число, исходя из которого невозможно вычислить без остатка количество ламп, например, 217 Ватт, то специалисты рекомендуют округлять получаемую мощность в большую сторону.
Таким образом, если плафоны у светильника рассчитаны на 60 Ватт, то 217/60 = 3,61.
Это значит, что Вы можете смело покупать светильник с четырьмя плафонами по 60 Ватт каждый и этой мощности хватит для освещения Вашего помещения.
Стоит иметь в виду, что приведенная таблица подходит для вычисления необходимой мощности светильника в помещениях с высотой потолков до 3 метров и в светлых интерьерах, то есть выполненных без преобладания темных оттенков.
В случае если высота потолокв в помещении превышает 3 метра, необходимо получившееся общее количество Ватт умножить на 1,5.
В случае если в помещении преобладают темные оттенки и матовые поверхности, расчет становится ненадежным и в этом случае лучше либо брать светильник сразу с большим запасом мощности, либо эксперементировать с несколькими светильниками различных мощностей.
При выборе светильника также обратите внимание на абажюр. Если Вы выбираете светильник с очень плотными и темными абажюрами, насыщенный свет из которого распростаняется только в одну сторону, то приведенная выше таблица будет неактуальна для такой модели светильника
Очень важно при покупке светильника знать лампу в сколько ватт можно ввернуть в плафон
Дело в том, что все плафоны имеют ограничение по мощности
Очень важно при покупке светильника знать лампу в сколько ватт можно ввернуть в плафон. Дело в том, что все плафоны имеют ограничение по мощности. И если вы покупаете люстру с четырьмы плафонами каждоый по 40 Ватт, то максимум мощности на который Вы можете рассчитывать с такой люстрой – это 4 плафона х 40 Ватт = 160 Ватт
И если вы покупаете люстру с четырьмы плафонами каждоый по 40 Ватт, то максимум мощности на который Вы можете рассчитывать с такой люстрой – это 4 плафона х 40 Ватт = 160 Ватт.
Норма освещённости офисных помещений: необходимая величина
Не так часто встречаются офисы, в которых особое внимание уделялось освещению. Обычно это светящиеся квадраты с люминесцентным мерцанием, встроенные в потолок
А ведь свет влияет, как на психологическое, так и на эмоциональное состояние человека. При правильном освещении, можно добиться высокой производительности труда сотрудников, в течение всего дня.
Уровень освещённости в офисе, определяется по двум стандартам:
- Российскому – уровень освещённости(требуемая шкала), рекомендуется в пределах 300 – 400 люкс (Лк);
- Международный норматив (европейские стандарты) – 500 люкс (Лк).
Освещение разделяют как на общее (прямое и отражённое), свет от источников света рассеивается по всей площади офиса, и на локальное (освещение непосредственно самих рабочих мест), подсветка осуществляется различными световыми приборами для местного освещения(настольные лампы и светильники).
В офисном помещении ни в коем случае не нужно экономить на освещении, поскольку от этого зависит продуктивность работы сотрудников
Важен и индивидуальный подход для каждого рабочего места в офисе, это связано с разницей в потребности освещения для каждого сотрудника. На это влияют такие факторы как: зрение и возраст.
Взаимосвязь экспозиционного числа с яркостью и освещенностью объекта съемки
Определение экспозиции по яркости света, отраженного от объекта съемки
Определение экспозиции путем измерения люксметром отраженного от объекта съемки света
При использовании экспонометров или люксметров, измеряющих отраженный от объекта съемки свет, выдержка и диафрагма связаны с яркостью объекта съемки следующим соотношением:
N
2/t =LS /K (2)
Здесь
- N — диафрагменное число;
- t — выдержка в секундах;
- L — усредненная яркость сцены в канделах на квадратный метр (кд/м²);
- S — арифметическое значение светочувствительности (100, 200, 400, и т. д.);
- K — калибровочный коэффициент экспонометра или люксметра для отраженного света; Canon и Nikon используют K = 12.5.
Из уравнений (1) и (2) получаем экспозиционное число
EV = log2 (LS
/K )
или
2EV = LS
/K При K
= 12,5 и ISO 100, имеем следующее уравнение для яркости:
2EV = 100L
/12.5 = 8LL
= 2EV/8 = 2EV/23 = 2EV–3.
Эта формула используется в конвертере для преобразования экспозиционного числа в кд/м² и наоборот.
Определение экспозиции по освещенности объекта съемки (падающий свет)
Определение экспозиции путем измерения люксметром света, падающего на объект съемки
При использовании экспонометров или люксметров, измеряющих падающий на объект съемки свет, выдержка и диафрагма связаны с освещенностью объекта съемки следующим соотношением:
N
2/t =ES /C ,
где
- N — диафрагменное число;
- t — выдержка в секундах;
- E — усредненная освещенность сцены, измеренная в люксах;
- S — арифметическое значение светочувствительности (100, 200, 400, и т. д.);
- C — калибровочный коэффициент экспонометра или люксметра для отраженного света; обычно используется C = 250.
При C = 250 and ISO 100, получаем следующую зависимость экспозиционного числа от освещенности объекта съемки:
2EV = ES
/C = 100/250E = 0.4 ×EE
= 2.5 × 2EV.
Эта формула используется в конвертере освещенности для преобразования экспозиционного числа в люксы и наоборот.
Следует отметить, что если посмотреть на таблицу соответствия экспозиционных чисел и яркости (для ISO 100 и K = 12.5) и освещенности (для ISO 100 и C = 250) объекта съемки, можно подумать, что она допускает прямое преобразование кд/м² в люксы и наоборот. Однако это не так, поскольку в люксах измеряется освещенность, то есть, количество света, падающее на поверхность, в то время как канделы на кв. метр используются для измерения яркости объекта, то есть, отраженного от поверхности объекта света. Количество отраженного света, то есть, яркость объекта, определяется свойствами поверхности объекта и ее текстурой. Например, поверхность, покрытая черным бархатом, может быть освещена очень ярким источником света, но при этом иметь очень низкую яркость. В то же время, белый автомобиль с глянцевой поверхностью может иметь большую, чем черный бархат, яркость при более слабом освещении. Фотографы знают, как трудно снять модель в черном бархатном платье на фоне белого автомобиля и наоборот, модель в белом свадебном платье на фоне черного автомобиля.
Пример условий освещения, при которых это экспозиционное число можно использовать
| Конвертер яркости | Конвертер освещённости | Пример условий освещения, при которых это экспозиционное число можно использовать | |||
| EV | кд/м² | fL | лк | фут·кд | |
| -4 | 0,008 | 0,0023 | 0,156 | 0,015 | Яркое полярное сияние |
| -3 | 0,016 | 0,0046 | 0,313 | 0,029 | Пейзаж при освещении лунным светом, полная луна |
| -2 | 0,031 | 0,0091 | 0,625 | 0,058 | Пейзаж при освещении лунным светом, полная луна |
| -1 | 0,063 | 0,018 | 1,25 | 0,116 | Пейзаж при освещении лунным светом, полная луна, легкая облачность |
| 0,125 | 0,036 | 2,5 | 0,232 | Плохо освещенное помещение | |
| 1 | 0,25 | 0,073 | 5 | 0,465 | Здания вдали или пейзаж с силуэтами на фоне неба при слабом |
| 2 | 0,5 | 0,146 | 10 | 0,929 | Здания вдали при искусственном освещении |
| 3 | 1 | 0,292 | 20 | 1,86 | Архитектура при искусственном освещении |
| 4 | 2 | 0,584 | 40 | 3,72 | Рождественская елка или улицы, освещенные фонарями |
| 5 | 4 | 1,17 | 80 | 7,43 | Автомобили ночью |
| 6 | 8 | 2,33 | 160 | 14,9 | Витрины ночью |
| 7 | 16 | 4,67 | 320 | 29,7 | Ночные улицы |
| 8 | 32 | 9,34 | 640 | 59,5 | Ночные улицы с ярким искусственным освещением |
| 9 | 64 | 18,7 | 1280 | 119 | Пожары, костры, спорт при искусственном освещении |
| 10 | 128 | 37,4 | 2560 | 238 | Неоновая реклама |
| 11 | 256 | 74,7 | 5120 | 476 | Пейзажи сразу после заката |
| 12 | 512 | 149 | 10240 | 951 | Пейзажи во время заката или при сильной сплошной облачности |
| 13 | 1024 | 299 | 20480 | 1903 | Пейзажи перед закатом |
| 14 | 2048 | 598 | 40960 | 3805 | Пейзажи при солнечном свете и сильно загрязненной атмосфере (дымом пожаров или выхлопными газами) |
| 15 | 4096 | 1195 | 81920 | 7611 | Пейзажи при хорошем солнечном освещении |
| 16 | 8192 | 2391 | 163840 | 15221 | Снежные пейзажи или пустыня при солнечном освещении |
Подробнее об экспозиционном числе.
Освещенность и музейные экспонаты
Статуя в Версальском дворце, Франция
Скорость, с которой ветшают, выцветают и иным образом портятся музейные экспонаты, зависит от их освещенности и от силы источников света. Сотрудники музеев измеряют освещенность экспонатов, чтобы убедиться, что на экспонаты попадает безопасное количество света, а также и для того, чтобы обеспечить достаточно света для посетителей, чтобы они могли хорошо рассмотреть экспонат. Освещенность можно измерить фотометром, но во многих случаях это бывает нелегко, так как он должен находиться как можно ближе к экспонату, а для этого часто необходимо убрать защитное стекло и выключить сигнализацию, а также получить на это разрешение. Чтобы облегчить задачу, работники музея часто пользуются фотоаппаратами как фотометрами. Конечно, это не замена точным измерениям в ситуации, где найдена проблема с количеством света, который попадает на экспонат. Но для того, чтобы проверить, нужна ли более серьезная проверка с фотометром, фотоаппарата вполне достаточно.
Экспозиция определяется фотоаппаратом на основе показаний об освещенности, и, зная экспозицию, можно найти освещенность, проделав ряд несложных вычислений. В этом случае сотрудники музеев пользуются либо формулой, либо таблицей с переводом экспозиции в единицы освещенности. Во время вычислений не стоит забывать, что камера поглощает часть света, и учитывать это в конечном результате.
Садоводы знают, что разные растения требуют разное количество света; для оценки освещенности растений можно использовать люксметры
Сравнительная характеристика лампы накаливания и светодиодной
Разница «в возрасте» этих типов ламп составляет почти сотню лет. Тем не менее, «старушка» с вольфрамовой нитью в колбе до сих пор остается самой востребованной на рынке.
Светодиодные лампы Navigator Filament
Давайте проведем небольшой сравнительный анализ основных технических характеристик двух типов ламп – накаливания и светодиодной. Ведь не только мощностью отличаются равные по световому потоку изделия.
Светоотдача
Светоотдача лампы определяется как отношение светового потока к мощности. Измеряется этот параметр в Лм/Вт. Светоотдача лампы накаливания колеблется в пределах 8-10 Лм/Вт. Ее светодиодный сородич имеет диапазон 90-110 Лм/Вт. Следовательно, эффективность последнего явно выше.
Цветовая температура
При проектировании освещения дома или офиса специалисты рекомендуют руководствоваться следующей таблицей:
| Площадь помещения, кв. м | Требуемая мощность лампы, Вт | |
Накаливания | Светодиодная | |
| Менее 6 | 150 | 18 |
| 10 | 250 | 28 |
| 12 | 300 | 33 |
| 20 | 500 | 56 |
| 30 | 700 | 80 |
Теплоотдача
Не менее важной характеристикой, подлежащей сравнению, является теплоотдача от изделия. Лампы накаливания могут разогреваться до 250 градусов
Лампы накаливания могут разогреваться до 250 градусов.
Правда, в основном этот параметр держится в пределах 170 градусов.
Разогретая стеклянная колба является потенциальным источником пожара, поэтому при монтаже осветительной сети в деревянном доме использовать традиционную лампочку не рекомендуют.
В этом плане светодиодная ламп находится в более выигрышном положении: она может нагреться не выше 50 градусов. Следовательно, никаких ограничений в ее применении не существует.
В этой статье речь идет об общих случаях. Для помещений категории повышенной взрыво-пожароопасности выпускаются соответствующая продукция, имеющая высокую степень защищенности.
Срок службы
Светодиодные лампы характеризуются отменной живучестью. Производители утверждают, что прослужить их изделие может более 50 тысяч часов. Лампы накаливания живут намного меньше – всего 1000 часов. Поэтому гораздо выгоднее один раз купить дорогую лампочку, которая прослужит несколько лет, чем каждые 3 месяца менять дешевую.
Типы светодиодных ламп
Однако долговечность светодиода не отражает одного прискорбного факта: со временем интенсивность его свечения снижается. Примерно через 4000 часов работы свет от него заметно потускнеет.
Деградация светодиода тем выше, чем ниже его качество. Много нареканий в этом плане возникает у потребителей к китайской продукции.
КПД
Коэффициент полезного действия ламп освещения говорит о том, какой процент потребленной электроэнергии превращается в свет, а какой – в тепловую энергию. КПД светодиодов составляют примерно 90%, лампа накаливания может похвастаться лишь семью-девятью процентами.
Thomson Filament — светодиодные лампы нового поколения
Цена
В интернете бурно спорят противники и сторонники светодиодов. Предмет их спора – стоимость. Ведь стоят светодиодные лампы более чем в 10 раз выше обычных. В пользу первых говорит малая мощность, а, следовательно, низкое энергопотребление.
Для наглядности сведем показатели экономичности ламп разного типа в таблицу:
| Наименование показателя | Лампа накаливания | Люминесцентная | Светодиодная |
| Мощность, Вт | 60 | 12 | 5 |
| Стоимость изделия, руб. | 30 | 150 | 300 |
| Энергопотребление за год, кВт*ч | 175 | 35 | 14 |
| Стоимость потребленной энергии*, руб./год | 526 | 105 | 44 |
Таблица составлена на основе следующих исходных данных: в среднем лампочка горит около 8 часов в сутки или 8 х 365 = 2920 часов; стоимость 1 кВт*ч принята за 3 рубля.
Из таблицы видно, что даже без учета долговечности ламп светодиодная по сравнению с лампой накаливания занимает явно выигрышное положение.
Прочие характеристики
- силе тока;
- механической прочности;
- цветовой температуре и некоторым другим показателям.
Давайте сравним две лампы:
- светодиодную мощностью 9 Вт;
- накаливания на 60 Вт.
Результаты сравнения сведем в таблицу:
| Наименование параметра | Светодиодная, 9 Вт | Накаливания, 60 Вт |
| Сила тока, А | 0,072 | 0,27 |
| Эффективность светоотдачи, Лм/Вт | 53,4 | 10,3 |
| Световой поток, Лм | 454,2 | 612 |
| Цветовая температура, К | 5500-7000 | 2800 |
| Рабочая температура, С | 70 | 180 |
| Чувствительность к низким температурам | отсутствует | Присутствует у некоторых ламп |
| Чувствительность к влажности | отсутствует | Присутствует у некоторых |
| Механическая прочность | Высокая – можно трясти | Низкая – при сотрясении может оборваться нить или лопнуть стекло |
| Тепловое излучение, БТЕ/ч | 3,4 | 85 |
Все вышеприведенные таблицы позволяют составить общее представление о преимуществах и недостатках светодиодов и лампочек накаливания.
Задача №1 — расчёт мощности светильника
Я столкнулся c первой задачей. То есть я решил, каким образом будут располагаться светильники и для осуществления моей задумки, я расположил девять светильников в виде буквы «П»:
Соответственно мне необходимо было определить, каким световым потоком должен обладать светильник, чтобы обеспечить требуемую освещённость на кухне, а по световому потоку выбрать марку и модель светильника.
Для расчёта требуемого количества светильников нам необходимо знать нормативную освещённость, которая устанавливается СНиП 23-05-95* — «Искусственное и естественное освещение». Согласно данного СНиПа для кухни Ен=150 лк
Площадь моей кухни равна 5 кв.м, S=5
Количество светильников: N=9
Теперь осталось разобраться с коэффициентами:
К – коэффициент запаса, также как и нормативная освещённость принимается по СНиП 23-05-95 (для жилых помещений 1,4 – 1,5), я принял К=1,4
Z – коэффициент неравномерности, принимается в зависимости от типа ламп и находится в пределах 1,0-1,2, для светодиодных светильников допускается принять Z=1,0
η – коэффициент использования светового потока, зависит от индекса помещения, отражающих поверхностей и типа ламп. Вообще данный коэффициент принимается по специальным таблицам, их можно найти на сайтах производителей ламп. На данный момент, я смог найти таблицы только для люминесцентных и ртутных ламп, всё-таки светодиодные лампы только набирают обороты, и информации для расчётов практически нет, но при всём этом, одну из таких таблиц активно используют сайты, продающие светодиодное оборудование: вот один из них — http://diode-system.com/kak-rasschitat-kolichestvo-svetilnikov.html А если используют профессионалы, то почему бы не воспользоваться и нам?
Таблица коэффициентов использования светового потока:
Теперь нужно понять, как ей пользоваться. Мы видим, что коэффициент использования светового потока зависит от индекса помещения и от коэффициентов отражения поверхностей потолка, стен и пола. Для коэффициентов отражения приведены наиболее распространённые варианты. Например: схема 0,7-0,5-0,3 (четвёртый столбик таблицы) соответствует помещению с белым потолком, светлыми обоями, и напольным покрытием, которое темнее обоев (это наиболее распространённый вариант)
Примерные коэффициенты отражения приведены в таблице ниже:
Согласно таблицы, для моей кухни подойдёт схема 0,7-0,5-0,3
Теперь рассчитаем индекс помещения — i. Этот параметр напрямую зависит от габаритов помещения и высоты рабочей поверхности. Если рабочей поверхностью считают стол, то обычно hраб=0,8 м. Для кухни рабочей поверхностью является: стол, плита, столешница, мойка, а они, как правило, имеют высоту 0,8-1,0 м, поэтому я принимаю hраб=0,8 м
Теперь рассчитаем расчётную высоту. Расчётная высота – это расстояние от светильника до рабочей поверхности, в моём случае светильники точечные встраиваемые, то есть расчётная высота будет измеряться от плоскости потолка до рабочей поверхности:
Сам индекс помещения рассчитывается по формуле:
a и b – соответственно ширина и длина помещения.
Округляем индекс помещения в большую сторону из ряда: 0,6; 0,8; 1,00; 1,25 и т.д. (смотрите второй столбец таблицы). Соответственно я принимаю 0,8
Теперь у нас есть все данные, чтобы определить коэффициент использования светового потока, пользуемся таблицей и получаем, что η = 0,39
И так, подставляем все данные в формулу для определения светового потока одного светильника:
То есть световой поток одного светильника будет равен 299 люмен. Это ориентировочно светодиодные светильники мощностью 3,5-4 Вт (см. таблицу ниже)
То есть для моей кухни подойдёт 9 светодиодных ламп мощностью 3,5 — 4 Вт (≈ 299 лм). Заходим в интернет и находим светильники соответствующей мощности, на всякий случай смотрим такой параметр, как световой поток (чтобы он был не менее нашего расчётного).
Вот, что удалось найти сразу:
Самое главное не ошибитесь с типом лампы, её цоколем и патроном. В своих точечных светильниках я использовал лампы с типоразмером MR16 и цоколем GU-5.3
Рекомендации по освещению
Есть несколько общих рекомендаций для создания комфортного электроосвещения:
Световое оформление лучше выбирать соответствующим цвету интерьера.
Распределение светового потока должно быть равномерным в светлых помещениях. Для темных — лучше использовать зональное освещение.
Следует минимизировать резкие перепады в освещении
Каждый элемент мебели должен быть освещен равномерно.
Использовать лампы с комфортной для глаз цветовой температурой.
При подборе светильников необходимо принять во внимание коэффициент отражения от пола, стен, потолка и других предметов.
Часто следуют следующим правилам исходя из функциональности помещений:
- Прихожая – в большинстве случаев лишена естественного электроосвещения. Для освещения устанавливают светильники с направленным светом и большими углами рассеивания.
- Гостиная – многофункциональное помещение, в котором часто комбинируют общее освещение с точечными светильниками для получения максимальной функциональности.
- Кухня- гостиная – имеет разделение по зонам, общее освещение совмещается с точечным, которое имеет вспомогательную функцию.
- Спальня – служит для отдыха и сна. Рекомендуются спокойные теплые тона, с возможностью регулирования интенсивности света посредством светорегуляторов — диммеров.
- Ванная – помещение, в котором совмещают общее освещение с местной подсветкой.
Физическое представление
A в физике рассматриваемую величину можно выразить через понятие работы. Работа понимается как обмен энергиями между системой и внешней средой. Обмен может происходить в форме электромагнитного излучения. Интенсивность излучения как раз и будет определять яркость. Если понимать, в чем измеряется работа в физике, можно определить физическое представление яркости. Работа в физике измеряется в джоулях, которые можно представить, как Ватт-секунды. То есть мощность излучения, умноженная на время, будет считаться работой. Чем больше мощность светового излучения, тем более ярким будет источник света.
Способы автоматической оптимизации освещения в жилых помещениях
Несмотря на то, что теоретически всеми этими способами можно воспользоваться без помощи профессионалов, они не являются такими уж простыми. Крайне велика вероятность ошибиться и создать недостаточно или слишком яркое освещение.
Проще и качественнее оптимизировать освещение автоматически с помощью датчиков освещенности. Эти устройства определяют текущий уровень освещенности и, если он ниже заданного порога, включают светильники.
Еще один способ организовать равномерное освещение в комнате – использовать комбинированные диммирующие датчики присутствия и диммируемые светильники. Подойдет, например, датчик PD4-M-2C-DUO.
Благодаря двум подвижным сенсорам освещенности эта модель позволяет измерять освещенность в конкретном месте, например, у окна. За счет этого у диммируемых светильников настраивается разная яркость – и каждая зона получает достаточное количество искусственного света.
При этом вы не тратите лишнюю электроэнергию, а соответственно, и деньги.
Создать равномерное освещение в доме в соответствии с заданными нормами вам помогут специалисты компании B.E.G. Обратитесь к нам, чтобы получить бесплатную консультацию профессионалов.
Не забывайте подписываться на наш блог и читать интересные статьи об автоматизации освещения.
Люмены и люксы
В люменах измеряется величина потока света, это характеристика его источника. То количество лучей, которое добралось до какой-либо поверхности (отражающей или поглощающей), уже будет зависеть от расстояния между источником и этой поверхностью.
Уровень освещенности измеряется в люксах (лк) специальным прибором – люксметром. Самый простой люксметр состоит из селенового фотоэлемента, преобразующего свет в энергию электрического тока, и стрелочного микроамперметра, измеряющего этот ток.
Спектральная чувствительность селенового фотоэлемента отличается от чувствительности человеческого глаза, поэтому в разных условиях приходится использовать поправочные коэффициенты. Самые простые люксметры предназначены для измерения какого-то одного типа освещенности, например, дневного света. Без использования коэффициентов погрешность может составлять более 10%.
Люксметры высокого класса оснащаются светофильтрами, специальными насадками сферической или цилиндрической формы (для измерения пространственной освещенности), приспособлениями для измерения яркости и контрольной проверки чувствительности прибора. Их уровень погрешности – около 1%.
Минимальная освещенность поверхности компьютерного стола по СанПиН – 400 люкс. Школьные парты должны иметь освещенность не менее 500 люкс.
