Новости звезд
Как рассчитать мощность освещения по площади. Как рассчитать освещение: расстановка источников света, подбор мощности и правила рассеивания
Важным этапом в строительстве любых помещений, а также при разработке дизайна интерьера является расчёт освещённости помещения. Достаточный его уровень позволяет не только комфортно пользоваться помещением, но и экономить.
Принимая во внимание
Несмотря на то, что естественное освещение является лучшим, подбор искусственного освещения, имитирующего естественный, возможен.
При расчёте освещённости помещения нужно обращать своё внимание не только на его тип и площадь, но и на следующее:
- Назначение помещения.
- Высоту и цвет потолка.
- Цвет и текстуру стен.
- Материал пола, его цвет и структуру.
- Наличие крупных зеркал или зеркальных шкафов.
- Цвет и количество используемой мебели.
Всё это в большой степени сказывается на выборе количества и типа осветительных приборов для помещения.
По своим видам все осветительные приборы делятся на следующие:
Каждый светильник при этом может иметь свою, отличную от других, лампу. Все они вне зависимости от типа и назначения прибора имеют следующие параметры, позволяющие правильно подобрать необходимую:
Планировка и выбор освещения зависит от типа помещения, цветового решения его дизайна и используемой мебели. Например, свет в гостиной – основной комнате любого дома – следует планировать очень тщательно. Рекомендуемое решение, это применить европейский стиль, с основным объектом посередине и подсветкой по периметру комнаты.
Также правильным шагом будет использование различных световых приборов для различных зон: торшеров в зоне для чтения, низко висящего светильника за обеденным столом и т.п.
Для спальни стоит подобрать спокойную, расслабляющую схему освещения. Для данного типа комнат хорошо подходят маломощные матовые лампы сферической формы. Они позволяют получить равномерную мягкую засветку, без резких переходов и границ, не напрягающую зрение. Зону прикроватных тумбочек стоит осветить небольшими настольными лампами или настенными бра.
Кухня – главная рабочая зона в доме, и правильный свет в ней немаловажен. Маленькая кухня не требует центрального света – достаточно освещения рабочих зон и зоны приёма пищи. Для большой кухни центральная люстра обязательно, хорошо если она будет тёплого оттенка. Также, как и в гостиной, регулируемый по высоте (а в идеал и яркости) свет здесь будет как нельзя кстати.
В остальных типах комнат жилых зданий, таких как коридор, ванная, туалет, гардеробная, стоит использовать точечное освещение. Оно позволит получить равномерную засветку, а также сделает комнату визуально чуть более просторной.
Расчёт освещённости помещения во многом зависит от его дизайна. Тёмные стены и пол поглощают свет и необходимо закладывать запас в расчёты. Конечно, если нет цели создать уютную обстановку с мягким светом. Светлые же комнаты и без того яркие, и перебор может доставить неприятные ощущения для глаз, сравни тому, когда смотришь на солнце сквозь неплотные облака.
Нормы освещенности
Существуют определённые нормы освещённости различных помещений. Согласно строительным нормам и правилам (СНиП), используются следующие:
- 5 Люкс: лифтовая шахта.
- 20 Люкс:
- проходы технического этажа, чердака и подвала;
- лестницы.
- 30 Люкс: вестибюль.
- 50 Люкс:
- ванная или душевая комнаты;
- туалет;
- холл квартиры;
- коридор квартиры.
- 75 Люкс: гардеробная комната.
- 100 Люкс:
- баня (сауна);
- бассейн.
- 150 Люкс:
- тренажёрный зал;
- кухня;
- жилая комната.
- 200 Люкс: детская комната.
- 300 Люкс:
- бильярдная комната;
- кабинет;
- библиотека.
Но не стоит забывать, что данные нормы были приняты в нашей стране довольно давно. Многие жалуются, что им не хватает света при правильном расчёте. Поэтому нелишним стоит рассмотреть возможность замены ламп на более мощные или же увеличение количества светового оборудования.
Расчет освещенности
Для расчёта необходимого количества осветительных приборов существует две основные формулы – простая и сложная, дающая более точный расчёт. На практике достаточно простой формулы. Она не требует серьёзных знаний и вполне решаема даже без калькулятора.
Для этого стоит прибегнуть к простой формуле А * B * C, где:
- Норма освещённости выбранного объекта.
- Площадь объекта.
- Коэффициент высоты потолков. При высоте потолков от 2.5 до 2.7 метров он равен 1, от 2.7 до 3 метров – 1.2, от 3 до 3.5 метров – 1.5 и от 3.5 до 4.5 метров – равен 2.
Вторым шагом будет расчёт нужного количества ламп и их мощности. Для этого необходимо разделить полученное в первых расчётах число на величину светового потока указанную на лампах в подобранных осветительных приборах. При этом важно помнить, что чем больше используется приборов, тем равномернее освещение.
Пример расчёта 1
Дано: жилая комната площадью 20 квадратных метров с потолком высотой 2.7 метра и осветительными приборами, оснащёнными лампочками накаливания мощностью 60 Вт.
Сначала рассчитываем необходимый световой поток для данного помещения:
150 * 20 * 1 = 3000 Люмен.
Затем узнаем необходимое количество ламп для нормальной освещённости комнаты. Для этого сначала надо уточнить световой поток 60 Вт лампочки накаливания. В среднем они выдают от 600 до 800 Люмен.
Возьмём среднее значение в 700 Люмен:
3000: 700 = 4.28571
Округляем в большую сторону – до 5 – это и будет необходимым количеством осветительных приборов, оснащённых одной лампочкой. Мощностью 60 Вт. Но стоит иметь ввиду, что большее количество менее мощных ламп позволяет получить более равномерную засветку.
Более сложная, но с этим и более точная формула требует перед началом расчётов собрать некоторое количество данных:
Рассчитываем площадь помещения (S):
a – длина помещения;
b – ширина помещения.
Рассчитываем индекс помещения (Ф):
Ф = S / ((h1 – h2) * (a + b))
h1 – высота от пола до потолка;
h2 – высота от рабочего места до потолка.
Рассчитываем количество осветительных приборов (N):
N = (E * S * 100 * Кз) / (У * p * Fi)
E – освещённость помещения;
S – площадь помещения;
Кз – коэффициент запаса;
У – коэффициент использования ламп;
p – количество ламп;
Fi – поток света одной лампы.
Пример расчёта 2
Дано: жилая комната размером 9 на 6 метров с потолком высотой 3.2 метра. Осветительными приборами были выбраны четыре люминесцентные лампы по 18 Вт каждая. Расстояние от рабочей поверхности до пола 0.8 метра, коэффициент запаса – 1.25, коэффициент отражения пола равен 10, стен – 30, потолка – 50.
Производим расчёт площади:
Ф = 54 / ((3.2 – 0.8) * (6 + 9) = 1.5
Коэффициент использования ламп в жилых комнатах – У – равен 51.
Производим дальнейшие, окончательные расчёты:
N = (300 * 54 * 100 * 1.25) / (51 * 4 * 1150) = 8.63
Всегда округляем в большее число – получаем 9. Это и есть необходимое для правильной организации освещения количество ламп.
- При проектировании и расчёте освещения стоит всегда закладывать большие параметры , ведь можно выключить часть светильников.
- При выборе ламп современные тенденции диктуют использовать наиболее энергосберегающие решения. Отличным выбором будет использование светодиодных светильников – они потребляют меньше, при это довольно компактные и яркие.
Несмотря на все достижения современности, наилучшее освещение нам предоставляет солнце. Нам же остается достичь показателя естественного света как можно ближе к идеалу. Комфортное освещение в доме создает благоприятную среду для творчества, для отдыха, для работы. К тому же неправильный свет может пагубно отразиться на здоровье. И чтобы избежать неблагоприятных последствий, нужно с умом подойти к данной теме.
При расчете освещенности помещения учитывается количество светильников и ламп, точнее, рассчитывается мощность объектов освещения. Но не стоит забывать, что существует ряд некоторых факторов, влияющих на значение мощности.
В этой статье:
Какие факторы нужно учитывать при расчете
Наиболее распространенные обстоятельства, которые учитываются при подсчете. Мы подготовили их в виде вопросов. Итак:
- Для чего используется помещение (детская комната, кухня, ванная, рабочий кабинет или другое)?
- Какова высота потолка?
- Из чего сделан пол и его цветовая гамма? Также важно знать какой расцветки мебель в помещении?
- Имеются ли в помещении зеркала?
Теперь разберемся с каждым пунктом в отдельности. Для того чтобы свет в комнате был приятным и не резал зрение, необходимо рассчитывать мощность освещения, исходя от назначения комнаты. Так, схема ламп, используемых в гостиной или кухне, точно не подойдет для спальной комнаты. Обусловлено это тем, что в спальне попросту будет слишком ярко. И наоборот, свет, используемый в спальной комнате, будет слишком тусклым для кухни.
Высота потолка играет немаловажную роль. Стандартная высота потолка достигает 3 метров. Если потолок выше этой отметки и достигает 4 метров, при вычислениях все результаты умножаются на 1,5. Для потолков, чья высота превышает 4 метров, результаты умножаются на 2.
Цветовая гамма комнаты также учитывается. Помещению, где преобладает темная палитра красок, потребуется больше источников освещения. При подсчете используются специальные индексы. Лишь с их помощью можно правильно вычесть нужное количество ватт.
Зеркала имеют свойство отражать свет. И чтобы свет, отраженный от зеркал, не мешал комфортному пребыванию в комнате, их нужно учитывать при расчете.
Что следует знать при расчете?
Сперва, определимся каким методом будет производиться расчет. Существуют два метода :
Отличаются методы формулами и определенными нормами. И главное их отличие друг от друга – это единица измерения. В первом случаи единицей измерения является ватт, во втором – люмен.
Метод расчета по электрической мощности
Данный метод хоть и используется чаще, чем световой, но, тем не менее он является не самым точным. Его популярность обусловлена тем, что он достаточно прост в вычислении. Все что нужно знать это:
- Площадь помещения;
- Необходимая мощность.
Итак, сколько же ватт на квадратный метр освещения необходимо? Приступим к вычислению. Площадь вычисляется по школьной формуле. Площадь равна произведению двух сторон. Дальше следует умножить площадь на количество требуемых ватт (стандартно берется 20 Вт). Полученное число считается общей мощностью.
Чтобы рассчитать, сколько потребуется лампочек, нужно разделить общую мощность на показатель мощности самой лампы.
К примеру: показатель общей мощности скажем, равен 300, а используемые лампочки мощностью 60 Вт. 300/60=5 лампочек необходимы для правильного освещения.
Здесь приведены мощности для ламп накаливания, с которыми мы все знакомы. Это не значит что пользователям более современных и экономичных ламп нужно большее их количество. Следует помнить, что на упаковке экономных лампочек, указанно какова соответствующая мощность с точки зрения ламп накаливания.
Метод расчета по световой мощности
Расчет в люменах, безусловно, ближе и точнее, но практичным его почему-то не считают. Многие отказываются от него из-за его сложности. Но если вникнуть в суть, то можно заметить, что сложность его заключается в единицах измерения. Измерение ведётся в люменах. То есть, этот метод показывает, сколько светового потока придется на один квадратный метр.
Вычисление происходит по тому же принципу, что и ранее. Берется площадь, умножается на нужную нам освещенность, так мы узнаем мощность светового потока, приводимую на один квадратный метр (однако, теперь она считается в люксах). Дальше, чтобы узнать общую мощность, мы умножаем площадь на уже известную мощность светового потока. Общая мощность теперь обозначается как люмен. Теперь сами видите, что метод является сложным, лишь из-за того, что измерения производятся в люменах и люксах.
Если ответ при вычислении равен не целому числу, то его необходимо округлить в большую сторону. Так, если ответ равен 4,6, то его округляют 5. Связанно это с тем, что лучше превысить немного норму, чем в дальнейшем прибегать к дополнительным приборам освещения.
Равномерное расположение осветительных приборов по периметру положительно влияет на качество освещенности. В таком случаи берется большее количество лампочек, но меньшей мощности.
Как вы уже заметили, с расчетами справится и пятиклассник. Но главное в этом деле - знать все факторы, влияющие на освещение. Таким образом, при помощи правильного подхода и верных расчетов, можно комфортно и приятно осветить дом.
Задумывались ли вы, почему в одних помещениях сразу клонит в сон, а в других — так и хочется развить бурную деятельность? Оказывается, все дело в освещенности комнаты! Яркий свет способствует бодрости и активности, а приглушенный настраивает на умиротворение и отдых. К тому же уровень освещения может быть продиктован необходимостью: в рабочих зонах света требуется гораздо больше, чем в местах для отдыха. Давайте разберемся, как правильно рассчитать необходимую мощность освещения!
Разложим по полочкам
Прежде чем приступить к расчетам, задумайтесь, какие функции выполняют комнаты в вашем доме. Самое яркое освещение требуется в детской комнате, а также в кабинете и на кухне — здесь происходят игры и рабочие процессы. Достаточно яркий свет следует обеспечить в гостиной и ванной комнате. Чуть более мягкое освещение подойдет для спальни, а самого приглушенного будет достаточно в прихожей, туалете или кладовой.
В детской и кабинете кроме общего света важно предусмотреть освещение рабочих зон.
Учтите также, что одно и то же помещение может выполнять различные функции в зависимости от времени дня и ситуации. Например, в гостиной, когда все домашние в сборе или пришли гости, необходим яркий свет; в вечернее же время, когда вы смотрите телевизор или готовитесь ко сну, комфортнее будет при приглушенном свете. В детской и кабинете кроме общего света важно предусмотреть освещение рабочих зон. Продумайте и рассчитайте каждый из сценариев освещения в отдельности — чтобы иметь возможность менять их по необходимости.
Предварительный расчет
Теперь, когда вы понимаете, какой свет требуется каждой комнате, можно приступить непосредственно к цифрам. Степень освещения, о которой шла речь выше, выражается в величине мощности на единицу площади P (Вт/м 2 ). Ее значение колеблется от 9 до 40 Вт/м 2 и даже выше, за среднее же принимается 20 Вт/м 2 . Чтобы вычислить суммарную мощность освещения Pr (Вт) для каждой комнаты, нужно умножить величину мощности P (Вт/м 2 ) на площадь помещения S (м 2) .
В результате этих несложных вычислений получим таблицу значений необходимой суммарной освещенности Pr (Вт) для комнат различных площадей:
| Площадь помещения |
Суммарная мощность освещения Pr, Вт |
||
|
Очень яркий свет |
Яркий свет |
Мягкий свет |
|
|
Мощность освещения на единицу площади P, Вт/м 2 |
|||
|
Освещенность, лк |
|||
Для грубого расчета достаточно полученное значение для каждого сценария освещения и каждой комнаты разделить на число источников света N — и вы получите значение мощности для каждой лампочки в доме.
Корректировка по типам источников света
При подборе источников света не забудьте принять во внимание, что разные типы ламп характеризуются не только мощностью, но и световым потоком , измеряемым в люменах (лм) . Этот параметр, как и мощность, указывается на упаковке лампы. Например, обыкновенная лампа накаливания мощностью 100 Вт испускает световой поток в 1350 лм.
При равных мощностях разные типы ламп дают разное количество света, что необходимо иметь в виду при расчетах.
Именно световой поток позволяет сравнивать эффективность лампочек разного типа (накаливания, энергосберегающие, люминесцентные, галогенные) и правильно подбирать их. При равных мощностях разные типы ламп дают разное количество света, что необходимо иметь в виду при расчетах.
Также важно учитывать, освещенность поверхности, которая измеряется в люксах (лк) , зависит от удаленности источника света и уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния до него. То есть чем дальше место в комнате находится от источника света, тем меньше освещенность будет в нем. По эргономическим нормам оптимальная общая освещенность в помещении должна быть порядка 200 лк, рабочее же место требует освещенности примерно в 500 лк.
Учитываем погрешность
При более точном расчете освещения необходимо делать поправки на форму и размер комнаты, количество мебели, цветовую гамму, количество естественного освещения. Например, наши предварительные расчеты верны для помещений с высотой потолков не больше трех метров. Если же потолки выше, то полученные значения рекомендуется увеличить в полтора раза.
В помещениях площадью больше 15 квадратных метров вместо одного светильника по центру комнаты эффективнее размещать несколько равных источников света, равномерно распределенных по потолку, — этот прием поможет добиться более равномерной освещенности комнаты.
Если в интерьере преобладают темные тона или в комнате много мебели, стоит несколько увеличить количество светильников и общую мощность освещения.
Выбирая энергосберегающие лампы, помните, что на восприятие влияет цвет света — теплый желтый или холодный голубой.
Максимальная эффективность освещения
Чтобы добиться максимально сбалансированного и равномерного освещения вашего дома, используйте источники света разного рода: общие потолочные светильники и местные или декоративные — торшеры, бра, настольные лампы, лампы под навесными шкафами на кухне или на зеркале в ванной комнате. Пользуйтесь диммерами для плавной регулировки мощности освещения.
Выбирайте люстры с плафонами из матового стекла — они равномерно рассеивают смягченный свет по всей комнате.
Выбирайте люстры с плафонами из матового стекла — они равномерно рассеивают смягченный свет по всей комнате, включая самые темные и недоступные уголки. В местных светильниках же приветствуются отражающие поверхности для более интенсивного точечного освещения.
Выполняя расчеты, лучше немного завышать количество и мощность ламп, создавая дополнительный резерв освещения.
И качество выпускаемой продукции в значительной мере зависят от освещения.
Свет представляет собой видимые глазом электромагнитные волны оптического диапазона длиной 380-760 нм, воспринимаемые сетчатой оболочкой зрительного анализатора.
С точки зрения гигиены труда основной светотехнической характеристикой является освещенность (E ), которая представляет собой распределение светового потока (Ф ) на поверхности площадью (S ) и может быть выражена формулойЕ = Ф/S .
За единицу освещенности принят люкс (лк) — освещенность поверхности площадью 1 м 2 при световом потоке падающего на нее излучения, равном 1 лм.
Световой поток (Ф ) — мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению, измеряется в люменах (лм).
Единица светового потока -люмен (лм ) — световой поток, излучаемый точечным источником с телесным углом в 1 стерадиан при силе света, равной 1 канделе.
- Стерадиан - телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающий из поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, длина которой равна радиусу сферы.
- Сила света (I ) определяется как отношение светового потока (Ф ), исходящего от источника и распространяющегося равномерно внутри элементарного телесного угла (d ), к величине этого угла: I = Ф/d .
- Кандела — сила света, испускаемого с площади 1/600 000 м 2 сечения полного излучателя в перпендикулярном направлении при температуре излучателя, равной температуре затвердевания платины при давлении 101 325 Па.
В физиологии зрительного восприятия важное значение придается не падающему потоку, а уровню яркости освещаемых и других объектов. Под яркостью понимают характеристику светящихся тел, равную отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению. Яркость измеряется в нитах (нт ). Яркость освещенных поверхностей зависит от их световых свойств, степени освещенности и угла, под которым поверхность рассматривается.
Световой поток, падающий на поверхность, частично отражается, поглощается или пропускается сквозь освещаемое тело. Поэтому световые свойства освещаемой поверхности характеризуются также следующими коэффициентами:
- коэффициент отражения - отношение отраженного телом светового потока к падающему;
- коэффициент пропускания - отношение светового потока, прошедшего через среду, к падающему;
- коэффициент поглощения - отношение поглощенного телом светового потока к падающему.
Параметры и коэффициенты освещенности
Существуют два источника света — Солнце и искусственные источники, созданные человеком. Основные искусственные источники света, применяемые ныне, — электрические источники, прежде всего лампы накаливания и газоразрядные лампы. Источник света излучает энергию в виде электромагнитных волн, имеющих различную длину волны. Человек воспринимает электромагнитные волны как свет только в диапазоне от 0,38 до 0,76 мкм.
Освещение и световая среда характеризуется следующими параметрами.
Световой поток (Ф) — часть электромагнитной энергии, которая излучается источником в видимом диапазоне. Поскольку световой поток — это не только физическая, но и физиологическая величина, т. к. характеризует зрительное восприятие, для него введена специальная единица измерения люмен (лм).
Сила света (I) . Так как источник света может излучать свет по различным направлениям неравномерно, вводится понятие силы света как отношения величины светового потока, распространяющегося от источника света в некотором телесном угле W (измеряется в стерадианах), к величине этого телесного угла
I = Ф/W.
Сила света измеряется в канделах (кд).
Солнце и искусственные источники света — это первичные источники светового потока, т. с. источники, в которых генерируется электромагнитная энергия. Однако существуют вторичные источники — поверхности объектов, от которых свет отражается.
Коэффициентом отражения (r) называется доля светового потока (Ф пад ), падающего на поверхность, которая отражается от нее:
r = Ф отр / Ф пад
Величина же светового потока (Ф отр ), отраженного поверхностью предмета и распространяющегося в некотором телесном угле (W ), отнесенная к величине этого угла и площади (S ) отражающей поверхности, называется яркостью (L) объекта. По сути это сила света, излучаемая поверхностью, отнесенная к площади этой поверхности:
L = Фотр / (W * S); L = I/S.
Измеряется яркость в кд/м 2 .
Чем больше яркость объекта, тем больший световой поток от него поступает в глаз и тем сильнее сигнал, поступающий от глаза в зрительный центр. Таким образом, казалось бы, чем больше яркость, тем лучше человек видит объект. Однако это не совсем так. Если поверхность (фон), на которой располагается объект, имеет близкую по величине яркость, то интенсивность засветки участков сетчатки световым потоком, поступающим от фона и объекта, одинакова (или слабо различается), величина поступающих в мозг сигналов одинакова, и объект на фоне становится неразличимым.
Для лучшей видимости объекта необходимо, чтобы яркости объекта и фона различались. Разница между яркостями объекта (L О ) и фона (L ф ), отнесенная к яркости фона, называется контрастом:
К = | L о — L ф | / L ф.
Величина контраста берется по модулю.
Если объект резко выделяется на фоне (например, черная линия на белом листе) контраст считается большим, при среднем контрасте объект и фон заметно различаются по яркости, при малом контрасте объект слабо заметен на фоне (например, линия бледно-желтого цвета на белом листе). При К < 0,2 контраст считается малым, при К = 0,2...0,5 контраст средний, а при К > 0,5 — большим.
Величина яркости объекта тем больше, чем больше коэффициент отражения и падающий на поверхность световой поток.
Для характеристики интенсивности падающего на поверхность от источника света светового потока введена специальная величина, получившая название освещенности.
Освещенность — это отношение падающего на поверхность светового потока (Ф пад ) к величине площади этой поверхности (S )
E = Ф пад /S.
Измеряется освещенность в люксах (лк), 1 лк = 1 л м/м 2 .
Таким образом, чем больше освещенность и контраст, тем лучше видно объект, а следовательно, меньше нагрузка на зрение. Следует обратить внимание на то, что слишком большая яркость отрицательно воздействует на зрение. Как правило, большая яркость связана нс со слишком большой освещенностью, а с очень большими коэффициентами отражения (например, зеркальным отражением). При большой яркости имеет место очень интенсивная засветка сетчатки, и разлагающийся светочувствительный материал не успевает восстанавливаться (регенерироваться) — возникает явление ослепленности. Такое явление, например, возникает, если смотреть на раскаленную вольфрамовую нить лампы накаливания, обладающей большой яркостью.
Одной из характеристик зрительной работы является фон — поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее свет. Отражательная способность определяется коэффициентом отражения г. В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения изменяются в широких пределах — 0,02...0,95. Фон считается светлым при r>0,4 , средним при значениях r в диапазоне 0,2...0,4 и темным при r<0,2 .
Чтобы проиллюстрировать влияние контраста на зрительное восприятие, положите черный волос на темный лист бумаги, а белый — на белый лист бумаги, затем наоборот. Вы заметите, что во втором случае оба волоса видно значительно лучше, т. к. больше контраст.
Чтобы проиллюстрировать влияние освещенности на зрительное восприятие, проведите тот же опыт при различных освещенностях в помещении. Лучшего результата можно достичь в пасмурную погоду при недостаточной естественной освещенности в помещении. Рассмотрите черный волос на темном листе при выключенном и включенном освещении. При включенном освещении волос лучше виден. Белый волос на темном фоне виден даже при выключенном искусственном освещении.
Важной характеристикой, от которой зависит требуемая освещенность на рабочем месте, является размер объекта различения.
Размер объекта различения - это минимальный размер наблюдаемого объекта (предмета), отдельной его части или дефекта, которые необходимо различать при выполнении работы. Например, при написании или чтении, чтобы видеть текст, необходимо различать толщину линии буквы — толщина линии и будет размером объекта различения при написании или чтении текста. Размер объекта различения определяет характеристику работы и ее разряд. Например, при размере объекта менее 0,15 мм разряд работы наивысшей точности (I разряд), при размере 0,15...0,3 мм — разряд очень высокой точности (II разряд); от 0,3 до 0,5 мм — разряд высокой точности (III разряд) и т. д. При размере более 5 мм — грубая работа.
Очевидно, чем меньше размер объекта различения (выше разряд работы) и меньше контраст объекта различения с фоном, на котором выполняется работа, тем больше требуется освещенность рабочего места, и наоборот.
Контроль параметров освещения
Для оценки условий освещения (естественного и искусственного) с помощью люксметров измеряют освещенность (Е, лк).
Люксметр (рис. 5) представляет собой переносной прибор, состоящий из светочувствительного элемента, измерительного прибора и светопоглотительной насадки.
Фотоэлемент — пластина, на поверхности которой нанесен светочувствительный слой, трансформирующий световую энергию в электрическую. При попадании на фотоэлемент светового потока возникает электрический сигнал, который по проводам передается в электроизмерительный прибор, имеющий гальванометр с зеркальной шкалой. Величина возникающего электрического тока пропорциональна интенсивности светового потока. Если на фотоэлемент надета насадка-поглотитель из молочного стекла, то световой поток, падающий на светочувствительный слой, ослабляется в 100 раз.
Прибор имеет три диапазона измерений: до 25; до 100 и до 500 лк (устанавливается специальным переключателем на корпусе прибора),а если на фотоэлемент надета насадка-поглотитель, то пределы измерений соответственно возрастают в 100 раз — до 2500, 10 000 и 50 000 лк. Если переключатель находится против цифры 25, то без насадки цена деления шкалы (имеет 50 делений) равна 25/50 = 0,4 лк, а с насадкой — в 100 раз больше, т.е. 40 лк. Соответственно в положении переключателя против цифры 100 цена деления равна 100/50 = 2 лк, а с насадкой — 200 лк, и, наконец, в положении против цифры 500 она равна 500/50 = 10 лк, а с насадкой — 1000 лк.
Рис. 5. Люксметр
Люксметр градуирован для ламп накаливания. При измерении освещенности люминесцентных ламп и естественной освещенности необходимо вводить поправочный коэффициент: для ламп дневного света — 0,9; для ламп белого света — 1,1; для естественного освещения — приблизительно 0,8.
При выполнении измерений люксметр устанавливают горизонтально и проверяют положение стрелки — она должна быть на нуле. Если стрелка отклонена, ее необходимо установить против нуля с помощью шлица под гальванометром.
Естественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности е, %:
е = Е в /Е н * 100 ,
- Е в — освещенность внутри помещения, лк;
- E н — одновременная освещенность рассеянным светом снаружи, лк.
Нормированное значение «е» определяется по СНиП 23-05-95 с учетом характера зрительной работы, системы освещения, района расположения здания на территории Российской Федерации и его расположения по отношению к солнцу.
Искусственное освещение, осуществляемое газоразрядными и электрическими лампами, по конструктивному исполнению может быть двух систем — общее освещение и комбинированное (общее и местное). Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10% нормируемой для комбинированного освещения.
Искусственное освещение нормируется исходя из характеристики работ, при этом задаются как количественные (минимальная освещенность, допустимая яркость), так и качественные характеристики (показатель ослепленности, коэффициент пульсации освещенности, спектр излучения).
Минимальная освещенность устанавливается согласно условиям зрительной работы, которые определяются наименьшим размером объекта различения, контрастом объекта с фоном (большой, средний. малый) и характеристикой фона (темный, средний, светлый).
Расчет искусственного общего равномерного освещения производится методом светового потока (коэффициента использования).
Световой поток лампы накаливания, энергосберегающей лампы или группы люминесцентных ламп, объединенных в один светильник, определяется по формуле:
- Е н — нормированная минимальная освещенность, лк;
- S - площадь освещаемого помещения, м 2 ;
- z - коэффициент минимальной освещенности (1,1-1,5);
- k 3 — коэффициент запаса (1,3-1,8);
- n — число светильников в помещении;
- η и — коэффициент использования светового потока.
По полученному в результате расчета световому потоку по ГОСТ выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют необходимую электрическую мощность. При выборе лампы допускается отклонение светового потока от расчетного в пределах 10-20%.
Уровень освещенности промышленных зданий измеряется непосредственно на рабочих местах в рабочей зоне (в зоне резания и обработки деталей, на столах сборки, на шкалах приборов); в административно-бытовых помещениях освещенность измеряется на рабочих местах, которыми являются рабочие столы, счетные и пишущие машины и т.д. В зависимости от характера производства и конструкции оборудования рабочая зона может находиться в горизонтальной, вертикальной или наклонной плоскости. В помещениях, где работа может происходить в любой точке помещения, освещенность измеряется в горизонтальной плоскости на уровне 0,8 м от пола.
Очень важной необходимой и трудоемкой частью работы, относящейся к контролю освещенности, является периодическая (4-12 раз в год в зависимости от запыленности помещения) чистка колб ламп и отражающих, рассеивающих и других поверхностей и деталей светильников от накапливающихся на них пыли и грязи. Освещенность на отдельных предприятиях, как показали исследования, в течение нескольких месяцев эксплуатации, если не производить очистку светильников, может снизиться в 2-3 раза по сравнению с проектной.
Сохранение необходимых условий освещения, создаваемых осветительной установкой, в значительной степени зависит от своевременности замены источников света (как перегоревших ламп, так и продолжающих работать, но со значительно меньшим по сравнению с номинальным световым потоком).
Замену ламп обычно производят индивидуально или групповым методом (через определенный срок работы). Крупные предприятия с установленной общей мощностью на освещение (свыше 250 кВт) должны иметь в штате специально выделенное лицо, ведающее эксплуатацией освещения (инженер или техник). Освещенность проверяется не реже одного раза в год, после очередной чистки светильников и замены перегоревших ламп.
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:
