Проектирование освещения
Расчет освещенности методом коэффициентов использования
Основные исходные данные
- Длина — a (м), ширина — b (м), высота — h (м)
- Коэффициенты отражения потолка, стен и пола
- Расчетная высота (расстояние между светильником и рабочей поверхностью)
- Тип лампы
- Требуемый уровень освещенности
- Таблицы коэффициентов использования
- Таблица коэффициентов отражения
- Таблица рекомендуемых уровней освещенности
- Таблица начального светового потока люминесцентных ламп
Расчетные формулы
Определение площади помещения: S=a • b
Определение индекса помещения:
Определение требуемого количества светильников:
- E — требуемая освещенность горизонтальной плоскости, лк
- S — площадь помещения, м2
- K3 — коэффициент запаса (K3 =1,25)
- U — коэффициент использования установки
- Фл — световой поток одной лампы, лм
- n — число ламп в светильнике
Пример расчета
Офис подвесные потолки «Байкал», светло-зеленые обои, серый ковролин
Исходные данные
- Помещение — а = 6 м, b = 5 м, h =3,5 м Светильник — TLC418
- Лампы — люминесцентные 18 Вт, в одном светильнике 4 лампы Фл= 1150 лм
- Нормы освещенности — Е = 500 лк на уровне 0,8 м от пола
- Коэффициент запаса — K3 = 1,25
- Коэффициенты отражения — потолка — 50, стен — 30, пола — 10
Расчет
- Определяем площадь помещения:
- S=a • b= 6 • 5=30 м2
- Определяем индекс помещения:
Определяем коэффициент использования, исходя из значений коэффициентов отражения и индекса помещения: U=48
| TLC418 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Потолок | 80 | 80 | 80 | 70 | 50 | 50 | 30 | 0 |
| Стены | 80 | 50 | 30 | 50 | 50 | 30 | 30 | 0 |
| Пол | 30 | 30 | 10 | 20 | 10 | 10 | 10 | 0 |
| i=0,6 | 59 | 42 | 35 | 41 | 39 | 35 | 35 | 31 |
| i=0,8 | 66 | 50 | 43 | 48 | 46 | 42 | 41 | 37 |
| i=1 | 71 | 56 | 48 | 54 | 51 | 47 | 46 | 42 |
| i=1,25 | 77 | 63 | 54 | 60 | 56 | 53 | 52 | 49 |
| i=1,5 | 80 | 68 | 58 | 63 | 60 | 57 | 56 | 52 |
| i=2 | 83 | 73 | 62 | 68 | 63 | 61 | 60 | 57 |
| i=2,5 | 86 | 77 | 65 | 71 | 66 | 64 | 63 | 60 |
| i=3 | 88 | 80 | 68 | 74 | 68 | 67 | 66 | 63 |
| i=4 | 89 | 83 | 70 | 76 | 70 | 68 | 67 | 64 |
| i=5 | 91 | 86 | 72 | 78 | 71 | 70 | 69 | 66 |
Определяем требуемое количество светильников:
Источник
Значения коэффициента r1
Таблица 12
| Отношение глубины помещения В к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна h1 | Отношение расстояния l расчетной точки от наружной стены к глубине помещения, В | Средневзвешенный коэффициент отражения пола, стен и потолка, ρср | ||||||||
| 0,5 | ||||||||||
| Отношение длины помещения lп к его глубине В | ||||||||||
| 0,5 | 1,0 | 2,0 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 1,00 | 0,10 | 1,02 | 1,02 | 1,02 | 1,12 | 1,01 | 1,01 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| 1,00 | 0,50 | 1,47 | 1,42 | 1,33 | 1,28 | 1,25 | 1,20 | 1,09 | 1,08 | 1,07 |
| 1,00 | 1,00 | 2,59 | 2,43 | 2,11 | 1,95 | 1,86 | 1,67 | 1,32 | 1,29 | 1,22 |
| 3,00 | 0,10 | 1,07 | 1,06 | 1,05 | 1,04 | 1,04 | 1,03 | 1,01 | 1,01 | 1,01 |
| 3,00 | 0,20 | 1,23 | 1,20 | 1,16 | 1,14 | 1,12 | 1,10 | 1,05 | 1,04 | 1,03 |
| 3,00 | 0,30 | 1,51 | 1,46 | 1,36 | 1,31 | 1,28 | 1,21 | 1,10 | 1,09 | 1,07 |
| 3,00 | 0,40 | 1,91 | 1,82 | 1,64 | 1,55 | 1,49 | 1,38 | 1,18 | 1,16 | 1,13 |
| 3,00 | 0,50 | 2,40 | 2,26 | 1,98 | 1,84 | 1,76 | 1,59 | 1,28 | 1,25 | 1,20 |
| 3,00 | 0,60 | 2,96 | 2,76 | 2,37 | 2,18 | 2,06 | 1,82 | 1,39 | 1,35 | 1,27 |
| 3,00 | 0,70 | 3,58 | 3,32 | 2,80 | 2,55 | 2,39 | 2,08 | 1,52 | 1,46 | 1,36 |
| 3,00 | 0,80 | 4,25 | 3,92 | 3,27 | 2,95 | 2,75 | 2,36 | 1,65 | 1,58 | 1,45 |
| 3,00 | 0,90 | 4,98 | 4,58 | 3,78 | 3,39 | 3,15 | 2,67 | 1,80 | 1,72 | 1,56 |
| 3,00 | 1,00 | 5,76 | 5,28 | 4,33 | 3,86 | 3,57 | 3,00 | 1,95 | 1,86 | 1,67 |
| 5,00 | 0,10 | 1,12 | 1,11 | 1,08 | 1,07 | 1,06 | 1,05 | 1,02 | 1,02 | 1,02 |
| 5,00 | 0,20 | 1,38 | 1,34 | 1,27 | 1,23 | 1,20 | 1,16 | 1,08 | 1,07 | 1,05 |
| 5,00 | 0,30 | 1,85 | 1,77 | 1,60 | 1,51 | 1,46 | 1,36 | 1,17 | 1,15 | 1,12 |
| 5,00 | 0,40 | 2,52 | 2,37 | 2,07 | 1,91 | 1,82 | 1,64 | 1,30 | 1,27 | 1,21 |
| 5,00 | 0,50 | 3,34 | 3,11 | 2,64 | 2,40 | 2,26 | 1,98 | 1,47 | 1,42 | 1,33 |
| 5,00 | 0,60 | 4,27 | 3,94 | 3,29 | 2,94 | 2,76 | 2,37 | 1,65 | 1,59 | 1,46 |
| 5,00 | 0,70 | 5,29 | 4,86 | 4,01 | 3,58 | 3,32 | 2,80 | 1,86 | 1,77 | 1,60 |
| 5,00 | 0,80 | 6,41 | 5,87 | 4,79 | 4,25 | 3,92 | 3,27 | 2,08 | 1,97 | 1,76 |
| 5,00 | 0,90 | 7,63 | 6,96 | 5,64 | 4,98 | 4,58 | 3,78 | 2,33 | 2,19 | 1,93 |
| 5,00 | 1,00 | 8,93 | 8,14 | 6,55 | 5,76 | 5,28 | 4,33 | 2,59 | 2,43 | 2,11 |
Примечания:
1. При промежуточных значениях B/h1, l/B, lп/B и ρср коэффициент r1 определяется интерполяцией.
2. Значения r1 следует умножать на поправочный коэффициент, равный 0,8 при расчёте КЕО на уровне пола.
3. Когда отделка поверхностей помещений неизвестна, средневзвешенный коэффициент отражения ρср следует принимать равным 0,35(для производственных помещений).
Источник
Расчет освещенности помещений врукопашную
Постараюсь очень кратко и просто изложить метод ручного расчета освещения в помещениях, которому меня научили на курсе «Расчет освещения» школы светодизайна LiDS.
Какой должна быть освещенность
При планировании освещения, в первую очередь нужно определить соответствующую нормам целевую освещенность и посчитать общий световой поток, который должны давать светильники в помещении.
С нормативами определиться просто – либо ищем свой тип помещения в таблицах СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» и СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение», либо соглашаемся с основным требованием по освещенности жилых помещений – 150лк или офисных помещений с компьютерами – 400лк.
Грубая оценка необходимого светового потока
По умолчанию расчет освещенности делается в программе Dialux. Но результат хотя бы приблизительно нужно знать заранее, чтобы сверить данные с оценкой «на глазок».
Как написано даже в Википедии, средняя освещенность поверхности — это отношение падающего на нее светового потока к площади. Но в реальном помещении часть светового потока светильника рабочих плоскостей не достигает, пропадая на стенах. Освещенность в помещении – это отношение общего светового потока светильников к площади помещения с поправочным коэффициентом «η». 
Долю света «η», который доходит до рабочих поверхностей, можно оценить на глазок. В самом общем приближении для некоего очень среднего помещения с какими-то там светильниками до рабочих поверхностей доходит примерно половина света, а значит для очень грубой оценки можно использовать коэффициент η = 0,5.
Например, в комнате площадью 20м 2 светильник со световым потоком 700лм (эквивалент лампы накаливания 60Вт) создаст освещенность Е = 0,5 × 700лм / 20м 2 = 18лк. А это значит, что для достижения норматива в 150лк, нужно F = 700лм × (150лк / 18лк) =5800лм, или эквивалент 8-ми лампочек накаливания по 60Вт!
(Полкиловатта ламп накаливания на небольшую комнату! Понятно, почему нормы освещенности для жилых помещений гораздо ниже, чем для учреждений, и почему учреждения уже давно никто лампами накаливания не освещает.)
Более точный метод ручного расчета
Но так как помещения бывают с разными стенами, разной формы, с высокими или низкими потолками, поправочный коэффициент не обязательно равен 0,5 и для каждого случая свой: на практике, от 0,1 до 0,9. При том, что разница между η = 0,3 и η = 0,6 уже означает разбег результатов в два раза.
Точное значение η нужно брать из таблиц коэффициента использования светового потока, разработанных еще в СССР. В полном виде с пояснениями таблицы привожу в отдельном документе. Здесь же воспользуемся выдержкой из таблиц для самого популярного случая. Для стандартного светлого помещения с коэффициентами отражения потолка стен и пола в 70%, 50%, 30%. И для смонтированных на потолок светильников, которые светят под себя и немного вбок (то есть имеют стандартную, так называемую, «косинусную» кривую силы света).
Табл. 1 Коэффициенты использования светового потока для потолочных светильников с косинусной диаграммой в комнате с коэффициентами отражения потолка, стен и пола – 70%, 50% и 30% соответственно.
В левой колонке таблицы указан индекс помещения, который считается по формуле:
, где S — площадь помещения в м 2 , A и B — длина и ширина помещения, h — расстояние между светильником и горизонтальной поверхностью, на которой рассчитываем освещенность.
Если нас интересует средняя освещенность рабочих поверхностей (стола) в комнате площадью 20м 2 со стенами 4м и 5м, и высоте подвеса светильника над столами 2м, индекс помещения будет равен i = 20м 2 / ( ( 4м + 5м ) × 2,0м ) = 1,1. Удостоверившись, что помещение и лампы соответствуют указанным в подписи к таблице, получаем коэффициент использования светового потока – 46%. Множитель η = 0,46 очень близок к предположенному навскидку η = 0,5. Средняя освещенность рабочих поверхностей при общем световом потоке 700лм составит 16лк, а для достижения целевых 150лк, потребуется F = 700лм × ( 150лк / 16лк ) = 6500лм.
Но если бы потолки в комнате были выше на полметра, а комната была не «светлым», а «стандартным» помещением с коэффициентами отражения потолка, стен и пола 50%, 30% и 10%, коэффициент использования светового потока η составил бы (см. расширенную версию таблицы) η = 0,23, и освещенность была бы ровно вдвое меньше!
Проверяем расчеты в диалюксе
Построим в диалюксе комнату 4 × 5м, высотой 2,8м, с высотой рабочих поверхностей 0,8м и теми же коэффициентами отражения, что и при ручном счете. И повесим 9шт мелких светильников с классической косинусной диаграммой по 720лм каждый (6480лм на круг).
Рис. 1 Взятый для примера светильник Philips BWG201 со световым потоком 720лм, и его классическое «косинусное» светораспределение
Получится ли у нас средняя освещенность рабочих поверхностей в 150лк, как мы оценили вручную? Да, результат расчета в Dialux – 143лк (см. рис2), а в пустой комнате без мебели и человеческой фигуры – 149лк. В светотехнике же значения, различающиеся менее чем на 10% считаются совпадающими.
Рис. 2 Результат расчета в диалюксе – средняя освещенность рабочей поверхности (при коэффициенте запаса 1,0) составила 143лк, что соответствует целевому значению 150лк.
Рис. 3 Красивые картинки, в которые верят люди.
Заключение:
На грубую оценку примитивным методом по формуле E = 0.5 × F / S потребуется 1 минута времени, на уточнение коэффициента использования по таблицам – еще 3 минуты, на проект в диалюксе после некоторого обучения – около 20 минут и еще 20 минут, если хочется «навести красоту». Диалюкс выдает очень красивые картинки (см. рис. 3), которые стоят потраченного труда, потому что в них верят люди. Но по соотношению эффективности и трудозатрат оценка освещенности врукопашную вне конкуренции. Ручной счет прост, надежен и эффективен как саперная лопатка, дает уверенность и понимание.
Источник
