Расчет светильников

Выбор светильника — это прежде всего инженерная задача, где основой служит расчет необходимого уровня освещенности, а не декоративное оформление. Главный критерий выбора состоит в соответствие нормам, изложенным в СП 52.13330.2016. Например, для офисных помещений общего назначения (работа с компьютерами, чтение, совещания) нормируемая средняя освещенность составляет 300–500 люкс. Для офисов с повышенными требованиями к точности зрительных работ (дизайн-бюро, чертежные залы, бухгалтерия) норма может достигать 750 люкс. Для производственных помещений общих работ уровень освещенности составляет 200–300 лк, для цехов точной механической обработки — 500–750 лк.

Расчет количества светильников

Самый простой метод расчета — это умножить люксы на площадь и разделить на световой поток 1 светильника. Формула расчета выглядит так: нормированная по СП 52.13330.2016 освещенность (лк) умножается на площадь помещения (м²) в результате чего получаем общий световой поток (в люменах), который делим на световой поток одного светильника, чтобы определить их количество для всего помещения. Однако таким образом можно получить лишь очень приблизительный результат, так как такой расчет не учитывает многие немаловажные расчетные параметры. Такой метод может подойти только для очень приблизительной оценки, потому что ошибки в расчетах приведут либо к тусклому, либо к чрезмерно энергозатратному освещению.

Расчет светильников по световому потоку более точный метод, с помощью которого можно определить искомое количество источников света исходя из их светотехнических характеристик и особенностей самого помещения. Высота потолка, которая является наиболее жестким физическим ограничителем, влияет на выбор не только типа осветительного прибора, его мощность, световой поток и угол его раскрытия, но и на саму расчетную формулу.

Расчет светильников для помещений с высотой потолка до 4 метров

Базовая формула расчета светильников для помещений с высотой потолка до 4 метров выглядит так: N = (E х S х Kз х Z) / (Фл х η), где

• N — необходимое число светильников
• E — нормируемая освещенность (люкс)
• S — площадь помещения в квадратных метрах
• Kз — коэффициент запаса (зависит от загрязнения среды, средний — 1,2–1,5)
• Z — коэффициент неравномерности освещения (обычно 1,1–1,2)
• Фл — световой поток одного светильника в люменах
• η — коэффициент использования светового потока (зависит от индекса помещения, отражающих свойств стен и потолка: для помещений с типовыми светильниками и светлыми отделочными материалами η колеблется от 0,5 до 0,7)

Для потолков ниже 4 метров работает прямое правило: чем выше светильник, тем больше площадь он обслуживает, однако тем труднее добиться равномерности освещения. Оптимальная высота подвеса для типового офисного помещения с потолками от 3–х до 4 метров — от 0,5м до 1 метра от потолка до светильника. В этом диапазоне используются встраиваемые и накладные светодиодные панели, светильники для потолков Армстронг или Грильято (мощность от 20 до 45 Вт). Оптимальное расстояние между светильниками при равномерном размещении: 0,4–0,6 метра от высоты потолка. Для потолка высотой до 3 метров интервал составляет 1,1–1,6 метров, а отступ от стен — половина этого расстояния (0,55–0,8м).

Световой поток офисного светильника мощностью 20 Вт составляет примерно 2500–3000 люмен. Исходя из расчетов для небольшого офисного помещения с потолком до 3-х метров и площадью 20 м² потребуется 3-4 таких осветительных прибора.

Нормативная высота от источника света до рабочего стола должна быть не менее 2,2 метра, чтобы избежать слепящего эффекта. Для потолков высотой от 3-х до 4 метров эффективны светильники с микропризматическим рассеивателем. Коэффициент пульсации (мерцание) всех осветительных приборов не должен превышать 5% — при длительной зрительной работе это является важным фактором который не позволяет нагружать глаза.

Следует помнить, что дешевые светильники с низким индексом цветопередачи (CRI ниже 80) в офисных помещениях недопустимы — они искажают цвета документов и экранов, что прямым образом снижает производительность. Целевой показатель CRI — не менее 80.

Расчет светильников для помещений с высотой потолка выше 4 метров

При потолках выше 4 метров ситуация кардинально меняется. Световой поток рассеивается и затухает по квадрату расстояния, поэтому панели или офисные светильники становятся мало эффективными. Для помещений с высокими потолками (4–8 метров) потребуются осветительные приборы с высоким световым потоком и узким углом излучения. Оптимальный выбор — это светодиодные светильники мощностью от 80 до 150 Вт со световым потоком 10 000–25 000 люмен, подвешиваемые на тросах.

Формула расчета светильников для помещений с высокими потолками иная: N = (E х S) / (η х Фл х Kз). Ключевым параметром здесь является коэффициент использования (η), который, как правило, низкий — для помещений с высокими потолками темными отделочными материалами η колеблется от 0,2 до 0,4.

Правильной стратегией освещения таких помещений является использование большого количества подвесных светильников умеренной мощности вместо одного-двух мощных. Например, для помещения площадью 100 м² с потолком 6 метров, нормой освещенности 300 люкс и коэффициентом запаса 1,3, при выборе светильников мощностью 100 Вт (13 000 люмен) и η = 0,4 потребуется: (300 х 100 х 1,3) / (13 000 х 0,4) ≈ 7,5 штук. Округляем и получаем 8 светильников.

Высота подвеса должна выбираться так, чтобы световой поток покрывал рабочую зону равномерно: для осветительных приборов с широкой оптикой (КСС 120°) оптимальная высота 4–5 метров, с узкой (Г60°) — 6–8 метров. Выбор оптики для помещений с высотой потолков больше 4 метров очень важен. Источники света с опаловым (матовым) рассеивателем в таких помещениях становятся малоэффективны, так как дают 20–30% потерь света на рассеивание в стороны. Лучше всего использовать для освещения светильники с линзованной оптикой. Коэффициент пульсации осветительных приборов не должен превышать 5% — для помещений длительного пребывания это законодательное требование.

Оптимальной цветовой температурой для рабочих помещений является 4000К (нейтральный белый). Этот спектр наиболее близок к дневному и при длительной работе он снижает нагрузку на глаза. Температура 3000К (теплый свет) может «проваливать» контрастность, 5000К — чрезмерно стимулирует и вызывает тревожность.

Расчет мощности светильников

Расчет мощности светильников — один из основных этапов проектирования освещения, от которого напрямую зависит не только визуальный комфорт и безопасность, но и энергоэффективность. Базовый принцип заключается в том, что недостаточная мощность приводит к перенапряжению глаз, снижению производительности труда и повышенному риску травматизма, в то время как избыточная мощность неоправданно увеличивает счета за электроэнергию и может создавать слепящий эффект. Профессиональный расчет всегда начинается не с выбора светильника, а с определения требуемого уровня освещенности, который строго регламентирован для каждого типа помещений строительными нормами и правилами (СНиП 23-05-95 или СП 52.13330).

Формулой для расчета является метод коэффициента использования светового потока: F = (E х S х Kз х Z) / (η х N), где

• F — световой поток одного светильника (лм)
• E — нормируемая освещенность (люкс)
• S — площадь помещения в квадратных метрах
• Kз — коэффициент запаса (зависит от загрязнения среды, средний — 1,5–2)
• Z — коэффициент неравномерности освещения (обычно 1,1–1,2)
• η — коэффициент использования светового потока (зависит от индекса помещения, отражающих свойств стен и потолка)
• N — предполагаемое количество светильников

На практике часто используют обратный подход: зная площадь и нормы, вычисляют общий требуемый световой поток, а затем подбирают количество и мощность светильников, но, как отмечалось выше, такой подход чреват грубыми ошибками освещения.

Расчет мощности офисных светодиодных светильников

Расчет мощности светодиодных офисных светильников напрямую зависит от нормируемой освещенности рабочей поверхности, которая для офисов общего назначения обычно составляет 300–500 люкс. Ключевой принцип: мощность светодиодного светильника для офиса в среднем в 2–3 раза ниже, чем у люминесцентного аналога при равном световом потоке. Например, для стандартного кабинета площадью 20 м² с высотой потолка до 3 метров и светлой отделкой требуется световой поток около 6000–7000 люмен. Современный светодиодный офисный светильник мощностью от 30 до 40 Вт (например, встраиваемая панель 600х600мм, светильник для потолков Армстронг 595-595мм) выдает 3600–5000 люмен — следовательно, понадобится 2 таких прибора. Однако расчет ведется не по мощности «на квадратный метр», а по удельному световому потоку (лм/м²) с учетом коэффициента запаса (1,1–1,2 для офисов без пыли) и коэффициента использования светового потока, который для встроенных потолочных светильников составляет 0,6–0,8.

Расчет мощности промышленных светодиодных светильников

Для промышленных светильников расчет мощности принципиально иной: здесь главный показатель — нормируемая освещенность в люксах для конкретного производства, которая варьируется от 75–150 люкс (склады, коридоры) до 300–500 люкс (сборочные цеха) и даже 750 люкс (точная металлообработка). Высота потолков в промзонах часто превышает 6–10 метров, поэтому светильники имеют мощные светодиодные модули (от 50 до 200 Вт) и специальную оптику (типы КСС — косинусная, глубокая, широкая). Основной метод расчета — метод коэффициента использования светового потока с учетом индекса помещения (отношение длины×ширины к высоте подвеса над рабочей поверхностью). Для цеха высотой 8 м и площадью 500 м² с нормативом 200 люкс необходим световой поток около 140 000 люмен — это соответствует суммарной мощности LED-светильников примерно 1400–1600 Вт (при световой отдаче 100–110 лм/Вт). Важно: для промышленности критически важен правильный выбор угла рассеивания (60–90° для высотных пролетов и 120° для низких потолков) и учет запыленности (коэффициент запаса 1,3–1,5).

Профессиональный расчет освещения в Dialux

Грамотный расчет освещения производится с помощью специализированных программ таких как Dialux, которые автоматически учитывают геометрию помещения, отражающие способности стен, пола и потолка, а также заданный уровень освещенности. На практике для стандартного офиса (светлые стены, потолок подвесной типа Армстронг) можно использовать упрощенный расчет: 1 Вт светодиодной мощности на 1 м² площади дает примерно 500–600 люмен, что при высоте до 3 метров эквивалентно освещенности 400–450 люкс. Но для промышленных объектов такое упрощение недопустимо: ошибка в 20% по световому потоку при высоте потолка 10 метров может привести к тому, что на рабочих местах реальная освещенность будет вдвое ниже нормы, из-за квадратичной зависимости освещенности от расстояния до светильника. Поэтому для промышленных и складских помещений, помещений со сложной геометрией, механизмами, темными стенами и потолком свсегда выполняют профессиональный светотехнический расчет с оценкой равномерности освещения.

---

В компании ГЛАВСВЕТ представлен ассортимент LED светильников различного назначения. При необходимости сделаем бесплатный светотехнический расчет вашего объекта.

Данные для бесплатного расчета освещения:

Для заказа расчета отправьте заявку с данными на нашу электронную почту: info@glavsvet.su.