Расчет освещения для дома, офиса и производства – простое руководство

Расчёт освещения в жилом и производственном помещении – задача уровня инженера, однако не у всех нас есть нужное образование или знакомый инженер, так что попробуем подойти к этой задаче с максимально практической стороны – понятно и просто. Читайте дальше – вам это пригодится!

Физиология зрения и главное правило светотехники

Зрительный орган человека – глаз, устроен достаточно сложно, но для того, чтобы понять, как наш глаз реагирует на разные уровни яркости, углубляться не нужно. Достаточно знать несколько простых фактов.

Свет в нашем глазу воспринимают специальные палочки и колбочки, расположенные на сетчатке. Количество света, которое попадает на сетчатку, регулируется зрачком, который расширяется или сужается в зависимости от наружной яркости. Причём эта зависимость не линейная, а логарифмическая, иначе говоря, если яркость света вырастет в 10 раз, то для нас в субъективном восприятии, она станет выше лишь в 2 раза.

Отсюда следуют основные правила светотехники – каждой задаче нужно обеспечить оптимальный уровень освещения, который может отличаться в десятки тысяч раз, но для нашего зрения эта разница субъективно будет восприниматься как «достаточно светло» или «темно».

Простой метод расчёта – минимум труда, максимум пользы

Для начала, нам нужно определиться с освещённостью, которая требуется для наших условий. Нужный уровень яркости содержится в стандарте СП 52.13330.2016, поэтому, чтобы вам не пришлось искать и читать его самим, приведём главные нормы без лишней «воды» здесь (данные из таблицы 4.2):

• освещение в помещениях для чтения или различных работ, не связанных с высокой точностью работ – 300 лк;
• освещение в местах, где не производится зрительная работа – комнаты отдыха, холлы, коридоры – 150 лк;
• освещение в зонах, где требуется лишь ориентирование в пространстве – подсобные помещения, проходы и т. п. – 20 лк.

Что значит «лк» или 1 люкс? Это освещённость поверхности, которая создаётся источником с силой света 1 люмен на площади в 1 квадратный метр. Разумеется, 1 люкс это очень слабый уровень света, соответствующий, например, освещённости ночной улицы в полнолуние.

Поэтому для потребностей людей в жилых, общественных и производственных помещениях, яркость исчисляется сотнями люкс, что и приведено в списке выше. Как же рассчитать количество и мощность светильников, чтобы добиться нужной яркости?

Вначале рассмотрим, как нужно размещать светильники. Общее правило – светильники общего освещения должны располагаться так, чтобы свет равномерно заливал всю поверхность. Один светильник должен располагаться строго по центру потолка, два – вдоль продольной оси помещения и так далее. При наличии конструктивных особенностей освещаемого помещения, расположение светильников нужно увязывать с конструкцией, например, при наличии ферм (балок) светильники нужно крепить на них.

Необходимо заранее предусмотреть возможность обслуживания, ремонта или замены светильников, поэтому они должны располагаться в местах, где к ним будет иметься самый лёгкий доступ. В целом, предпочтение следует отдавать светильникам, которые имеют матовую, не слепящую поверхность, а прожекторы и светодиодные светильники с открытыми светодиодами применять только в крайних случаях, когда требуется обеспечить максимальную мощность, а размещать несколько светильников равномерно по площади не удаётся, например, в складах и для уличного освещения.

Для точного расчёта количества и типа светильников, например при составлении проекта, лучше воспользоваться программой DIALux, которая является бесплатной и содержит в своей базе множество современных светильников. Эта программа позволяет формировать наглядную «тепловизорную» картинку освещённости помещения в зависимости от типа, количества и расположения светильников, подбирая нужную комбинацию источников света.

Однако для простого расчёта осваивать специальное приложение не нужно – главное знать основной принцип расчёта из трёх шагов.

1. Определите нужную освещённость – 20, 150 или 300 лк. Нужно помнить, что для сложных и точных работ общего освещения недостаточно и его нужно дополнять местным освещением в виде светильников, расположенных непосредственно над рабочим местом.

2. Определитесь с типом светильников – светодиодные, люминесцентные или с лампами накаливания. Светодиодные светильники по правилам можно применять не везде, например, в кабинетах поликлиник и в детских садах можно применять только люминесцентное освещение. Каждый тип светильников имеет определённую светоотдачу, например светодиодные – 80-120 Лм/Вт, люминесцентные – 55-80 Лм/Вт, накаливания – 10-30 Лм/Вт.

3. Рассчитайте нужную мощность светильников - для этого нужную освещённость умножьте на площадь помещения в квадратных метрах, а затем разделите на светоотдачу светильника. Например, если в помещении площадью 15 м 2 нам требуется освещённость 300 Люкс и предполагается использовать светодиодные лампы, то требуемая мощность составит: 
   (300 Лк х 15 м 2 ) / 100 Лм/Вт = 45

Полученную мощность нужно дополнительно умножить на коэффициент от 1,2 (для помещений с белыми стенами и потолком) до 2 (для помещений с тёмной отделкой) – излучение будет уходить вверх и в стороны и до рабочей поверхности дойдёт лишь часть света от излучателя. В нашем примере, для помещения со светлыми стенами мощность 45 Вт нужно умножить на 1,2, что в результате даст 54 Вт. Именно такую мощность должны иметь светильники общего освещения на светодиодах.

Советы по выбору и монтажу светильников

Кроме расчёта освещённости, во внимание нужно принять и другие факторы:

• цветность или цветовая температура: чем холоднее свет и выше цветовая температура в Кельвинах, тем более «рабочим» становится освещение, а для отдыха и релаксации лучше использовать лампы с цветовой температурой 2400-3000К, что соответствует «тёплому» свету;
• слепящие источники света, например, светодиодные прожекторы, нужно располагать так, чтобы их свет не бил в глаза;
• при включении большого числа мощных светодиодных светильников нужно учитывать скачок тока, происходящий при их запуске: в этом случае лучше управлять светильниками не напрямую выключателем, а через контактор, иначе выключатель может быстро сгореть;
• при установке светильников в горячих помещениях, например парной в бане, убедитесь, что они рассчитаны на температуру не менее 120 градусов, кроме этого избегайте применять светодиоды – они очень плохо переносят нагрев;
• для регулировки уровня яркости (диммирования) подходят не все лампы и не все диммеры: для изменения яркости светодиодных ламп нужно подбирать комплект из специальной диммируемой лампы и светорегулятора, который поддерживает регулировку светодиодов.

Спасибо, что дочитали – надёжного, яркого и комфортного вам освещения!