Что такое естественное освещение и каким бывает

Расчёт освещения

Расчёт освещения

Метод коэффициента использования

Метод коэффициента использования даёт возможность опреде­лить световой поток ламп, необходимый для создания заданной средней освещённости при общем равномерном освещении с учётом света, отражённого стенами и потолком.

Расчётные формулы:

где F —световой поток ламп, лм;

Е — минимальная освещённость, лк;

k — коэффициент запаса;

η — коэффициент использования светового потока ламп (в долях единицы), т. е. отношение потока, падающего на расчётную поверхность, к суммарному световому потоку всех ламп;

S —площадь помещения, м2;

z — отношение средней освещённости к минимальной (коэффи­циент z вводится только при расчёте минимальной осве­щённости);

п — число светильников.

Коэффициент использования зависит от характеристики светиль­ника (светораспределения и к. п. д.), размеров помещения и коэф­фициентов отражения стен и потолков.

Значения коэффициентов использования для различных све­тильников с лампами накаливания находятся по таблицам, имею­щимся в каталогах на осветительные приборы.

Коэффициенты, отражения стен ρc и потолка ρn приведены в следующей таблице:

Размеры помещения характеризуются следующим показателем (индексом) помещения:

где h — расчётная высота подвеса светильника над рабочей по­верхностью, м;

S —площадь помещения, м2;

А и В — стороны помещения, м.

Величина коэффициента z зависит от типа светильника и отно­шения L к h; L — расстояние между светильниками, м; h — расчётная высота подвеса светильника, м.

Значения коэффициентаz

Расчёт освещения но методу коэффициента использования про­изводится в следующем порядке:

1) находим по таблице нормативную освещённость для данного помещения;

2) выбираем тип и число светильников;

3) определяем индекс помещения iи коэффициенты отражения потолка (ρп ) и стен ( ρс).

4) находим коэффициент z (только при расчёте на минималь­ную освещённость);

5) определяем коэффициент использования светового потока для принятого типа светильника;

6) вычисляем световой поток F одной лампы в лм и по нему выбираем лампу, световой поток которой близко подходит к рас­чётному.

Пример расчёта

Дано: конторское помещение площадью 20 × 6 м, высотой 3,2 м; потолок побелённый, стены светлые, окна без штор.

Расчётная высота подвеса светильника h=2 м, напряжение се­ти 220 в; коэффициент запаса k=1,3.

1) Для конторского помещения E = 75 лк.

2) Берём 16 светильников типа «Люцетта» цельного стекла, рас­полагаемые в два ряда; расстояние между светильниками равно 3 м.

3) Находим индекс помещения

По таблице определяем коэффициенты отраже­ния потолка и стен: ρп =70%; ρс=50%.

4) При отношении L : h = 1,6 коэффициент z = 1,2.

5) Зная i, ρn и ρс находим для светильника «Люцетта» коэффи­циент использования η = 0,5.

6) Определяем световой поток одной лампы

По таблице выбираем лампу накаливания мощ­ностью 150 вт, имеющую световой поток 1845 лм.

Метод удельной мощности

Метод удельной мощности — наиболее упрощённый способ рас­чёта освещения.

Удельная мощность, т. е. мощность ламп, отнесённая к единице площади, вт /м2 — важный показатель осветительной установки, он может служить, в однотипных условиях, критерием для определе­ния мощности ламп.

Инженером Кноррингом были составлены таблицы значений удельной мощности в зависимости от освещённости, типа светильни­ка, высоты подвеса и площади помещения для напряжения сети 220 в и коэффициента запаса k=1,3.

Пользуясь таблицами, можно подсчитать установленную мощ­ность осветительной установки, для чего значение удельной мощно­сти (р), найденное для конкретных условий, необходимо умножить на площадь помещения.

Мощность каждой лампы находят делением общей установлен­ной мощности на принятое количество ламп.

Точечный метод

Точечный метод расчёта, основанный на известном соотноше­нии между освещённостью Е и силой света I, довольно кропотлив и применяется в основном только для определения минимальной освещённости локализованного и местного освещения, для опреде­ления освещённости ответственных помещений и для проверочные расчётов.

Способы расчета

Есть два основных метода, которые зависят от типа используемых источников света. Если будут устанавливаться обычные лампы накаливания, проще всего проводить расчеты в Ваттах. Для всех остальных вариантов больше подойдет расчет в люменах, так как они указываются на упаковках с лампами, что позволяет быстро вычислить необходимые показатели.

В ваттах

Еще пару десятилетий назад это был единственный метод, так как использовались лампочки накаливания, а на них указывалась только мощность. Есть определенные нормативы по освещенности для разных помещений, установленных для источников света с нитью накала:

  1. Спальни – от 10 до 20 Вт.
  2. Гостиные от 10 до 35 Вт.
  3. Кухни – 12-40 Вт.
  4. Ванные комнаты и санузлы – от 10 до 30 Вт.

Чаще всего применяется усредненный показатель для всех помещений в 20 Вт. Как видно из списка, он подходит для всех случаев, поэтому может использоваться без каких-либо ограничений. Чтобы рассчитать освещенность, для начала надо высчитать площадь, при необходимости округлив результат в большую сторону.


Расчет в Ваттах используется для ламп накаливания.

Определяются поправочные коэффициенты по высоте потока и отражающей способности потолка, стен и пола. Далее нужно умножить на них 20 Вт, а полученный результат перемножить с площадью помещения. Округление проводится в сторону увеличения так, чтобы получилось ровное число лампочек.

В люменах

Этот показатель указывается на всех современных лампах, что упрощает порядок расчетов и делает его более точным. Для начала необходимо уточнить норму освещенности в люксах для конкретного помещения и рассчитать его площадь, если это не сделано заранее

Также важно подобрать светильники, чтобы понимать, на какую площадь и как будет распределяться световой поток

Далее умножить требуемую освещенность на площадь, а полученный результат разделить на мощность одной лампы. Итоговое количество округляется в большую сторону.


На упаковке со светодиодными лампами всегда есть показатель в люменах, что упрощает расчеты.

Рассчитать количество светильников по площади, зная норму освещенности, несложно. Главное – знать суммарную мощность установленных в них ламп и площадь, на которую распространяется свет.

Пример расчета

Допустим, у нас есть помещение размерами 10 м на 20 м, с потолками высотой 4,2 м, высота расчетной плоскости hР=0,8 м. Пыли в нем выделяется мало. Стены у нас серые, по оттенку ближе к темному, тогда рС=30%, потолок бетонный, тоже серый, но светлее чем стены, поэтому рП=50%, расчетная рабочая плоскость темная – рР=10%. В плане указано, что планируется освещать светильниками типа «Астра» с лампами накаливания, нужно создать освещенность в 50 Лк. Светильники будут подвешены на расстоянии 0,5 м от потолка. k запаса в малозапыленном помещении для ламп накаливания равен 1,3

Тогда:

hр=4,2-0,8-0,5=2,9 м.

Светильник «Астра» имеет косинусное распределение света. Форма распределения света влияет на количество светильников исходя из таблицы

Оптимальным относительным расстоянием между светильниками в этом случае является 1,6

Тогда L = 2,9*1,6= 4,64 м.

Чтобы посчитать число рядов светильников нужно разделить ширину помещения на расстояние L:

Na=10/4,64=2,15, округлим до ближайшего число – 2 ряда.

Число светильников в ряде – делим длину помещения на L:

Nb=20/4,64=4,31, округляем до целого – 4 светильника в два ряда.

Итого 8 светильников, чтобы их разместить нужно:

A=10, B=20

L0=4,6м,

(10-4,6)/2=2,7 метра – расстояние от длинной стены до светильника.

Так как у нас 4 светильника в ряд на расстоянии 4,6 метра:

(20-18,4)/2=0,8 расстояние от короткой стены до светильника.

Индекс помещения:

I=(10*20)/2,9*(10+20)=2,29

Из таблицы выбираем значение светового потока, при наших коэффициентах отражений – это 0,6

Ф=50*1,3*1,15*200/8*0,6=3115 Лм – нужно получить от одной лампы.

Это значит, что каждый светильник должен быть порядка 250–300 Вт, если установлены лампы накаливания и порядка 30–35 Вт, если установлены светодиоды.

Предыдущая
ОсвещениеМетоды измерения светового потока
Следующая
ОсвещениеКак организовать освещение в ванной комнате

Спасибо, помогло!Не помогло

Классификация

Виды естественного освещения в помещениях делят на 3 основные группы. Чтобы выбрать оптимальное решение и провести все необходимые расчеты, надо разобраться в классификации. Все просто:

  1. Боковое освещение – самый распространенный и простой вариант, подходящий для всех типов зданий, независимо от количества этажей и конструктивных особенностей. Свет попадает через проемы в стене, которые бывают разного размера и формы в зависимости от необходимой освещенности. Решение легко реализовать, оно обеспечивает нормальное проникновение света, но могут быть проблемы в больших помещениях, где от окна до стены большое расстояние. Проблему в этом случае можно решить увеличением высоты проемов, но такая возможность есть далеко не всегда.
  2. Верхний вариант. Преимущество этой системы естественного освещения в том, что с ее помощью можно идеально осветить помещение любой формы и размера. Главное – спланировать расположение проемов на крыше и рассчитать их оптимальный размер. Но такие системы доступны только для одноэтажных зданий, работы на кровле намного сложнее из-за необходимости герметизации. Еще один недостаток – большие потери тепла зимой, если проемов много, так как теплоизолировать такие конструкции сложно.
  3. Комбинированное решение сочетает верхний и боковой варианты и позволяет обеспечить оптимальное естественное освещение для любого здания. Но реализовать такой проект можно только в одноэтажных строениях или на верхних этажах многоэтажек. При всех достоинствах он имеет большой минус – сложность проектирования и реализации. Окна для крыши дорогие, а кровельную систему делать намного сложнее из-за отсутствия потолочной перегородки – нужно качественно утеплять скат.

Если сочетать боковое и верхнее освещение, можно добиться идеального результата.

Нужно помнить, что боковое освещение может быть как односторонним, так и двусторонним, когда окна располагаются на прилегающих или противоположных стенах. Это существенно влияет на освещенность.

Верхнее освещение больше подходит для теплых регионов.

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.

Шаг первый – рассчитать величину светового потока, требуемого для помещения (измеряется в Люменах).

Для этого стоит прибегнуть к простой формуле А * B * C, где:

  1. Норма освещённости выбранного объекта.
  2. Площадь объекта.
  3. 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:

  1. Первым делом надо измерить комнату, для которой рассчитывается освещение. Необходимы такие параметры, как высота, длина и ширина комнаты.
  2. Затем по нормативам необходимо определить коэффициент отражения стен, потолка, и пола.
  3. Следующим шагом будет нахождение коэффициента применения. Для этого рассчитывается расстояние от рабочей поверхности до светильника. Также на этом этапе необходимо определиться с типом и мощностью установленной в нём лампочки.
  4. По таблице из СНиП определяем норму освещённости помещения.

Рассчитываем площадь помещения (S):

S = a * b

где:

a – длина помещения;

b – ширина помещения.

Рассчитываем индекс помещения (Ф):

Ф = S / (( h1 – h2 ) * ( a + b ))

где:

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 )

где:

E – освещённость помещения;

S – площадь помещения;

Кз – коэффициент запаса;

У – коэффициент использования ламп;

p – количество ламп;

Fi – поток света одной лампы.

Необходимый уровень освещения в разных комнатах

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:

S = 9 * 6 = 54 кв. м

Далее узнаём индекс помещения:

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.

2. Ен — нормированная освещенность

Измеряется в Люксах (Лк), является нормированной величиной, прописанной в своде правил строительной документации СНиП. Ниже представлена таблица норм освещенности.

Таблица №1. Рекомендуемые нормы освещенности жилых помещений, согласно СНиП 

Помещение нашего примера — жилая комната. Согласно таблицы №1 нормируемая освещенность для данного вида помещений равна 150 Люкс (Лк).

Ен = 150

Подставим значение в формулу:

Фл = (Ен * S * k * z) / (N * η * n)

Фл = (150 * S * k * z) / (N * η * n)

Это интересно: Панели для кухонного гарнитура — разъясняем детально

Норма освещенности жилого помещения: Вт на м2

Специалисты разработали специальные нормы света для жилых комнат (Вт/м²), которые отображены в документе СНиП 23-05-95. Он носит название «Естественное и искусственное освещение».

В них зафиксированы рекомендации по жилым помещениям, а также для офисов, школ, детских садов, больниц, котельных и других помещений. Эти нормы действуют и в России, и в Украине, и во многих европейских странах.

Каждая отдельная комната в квартире имеет свои нормативы. Так, в жилых помещениях поток света должен быть интенсивнее, а в нежилых уголках этот показатель по нормам может быть ниже.

Указанные в СанПиН нормы носят рекомендательный характер, на них стоит ориентироваться при планировании освещения. Рекомендуемые показатели могут быть увеличены при желании на 10–50 единиц. Но уменьшать их нежелательно. Эти показатели были актуальны в 2019 году и сейчас, в 2020 г.

Формула

Вычисление КЕО производится по формуле:

КЕО = (Евнутр / Евнешн) * 100%,

где: Евнутр — показатель внутренней освещённости помещения, создаваемой солнечным светом, лк;

Евнешн — показатель наружной освещённости, лк.

При определении величины КЕО учитываются следующие факторы:

  • Тип системы освещения в помещении. Оно может быть естественным, искусственным или совмещённым.
  • Направление потока света — верхний, боковой. Также освещение может быть комбинированным и включать как верхнее, так и боковое направление световых потоков.
  • Назначение помещения, в котором проводятся измерения.

Как измерить коэффициент пульсации ?

Эксперименты подтвердили, что свет неизбежно влияет на наше самочувствие. Слабая освещенность на рабочем месте — частая причина проблем со здоровьем, снижения концентрации, сбоев в психике, падению работоспособности.

Чрезмерно яркий свет, наоборот, является раздражающим фактором и может стать причиной стресса.

Лучшее решение — обеспечить правильное освещение, которое гарантирует оптимальную работоспособность.

Нормальные уровни освещенности четко регламентированы для каждого из видов помещений. Для этих параметров есть свои нормы и правила, о которых необходимо знать.

При этом функцию контроля берет на себя санитарно-эпидемиологическая служба.

Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

При расчетах освещенности нужно решить ряд вопросов:

  1. Выбрать систему освещения (общую, местную или комбинированную).
  2. Определить количество необходимого света.
  3. Материалы покрытия стен и полотков, их размеры и высоту.
  4. Определиться с типом и количеством светильников.
  5. От типа светильника зависит возможность его эксплуатации во взрывоопасных и жарких помещениях, а также в местах с повышенной вибрацией от работающего оборудования.
  6. Выбрать тип количеств ламп, а также уточнить допустимый коэффициент пульсации.
  7. Проверить подходит ли это решение для условий эксплуатации в конкретном случае и прочее.

Такой тщательный подбор вызван тем, что при неправильном освещении вероятность получить травму повышается. Ее причиной может стать, как недостаточная освещенность в целом так и неправильно подобранное решение в конкретном месте.

Производственное освещение. Расчет искусственного освещения

На производстве выполнить требования к освещению еще более важно, чем в быту. Дело в том, что ошибки, допущенные на стадии проектировки, могут принести не только неудобства, но и повлечь за собой плачевные последствия

Например:

Общее освещение – эффективно, но экономически невыгодно. Главный недостаток и в то же время достоинство этого решения – свет, равномерно распределен по всему пространству. С одной стороны – это повышает безопасность, так как человеку будет комфортнее, он вряд ли споткнется обо что-то или получит неудобства из-за тусклого света. С другой стороны – нужно больше светильников и ламп, что влечет за собой как повышение первоначальных вкладов на установку оборудования, так и дальнейшее вложение средств на его эксплуатацию (ремонт и замена источников света, плата за потребляемую электроэнергию).

Комбинированная схема освещения – более экономична, и в то же время позволяет осветить рабочее место настолько, сколько необходимо. При этом остальное пространство вокруг рабочего места освещается гораздо меньшим количеством светильников, оно получается темнее, чем рабочая зона. В итоге нужно меньше электроэнергии для ее функционирования.

Общая схема освещения – все помещение освещено согласно требованиям, равномерно по яркости.

Комбинированная схема – все помещение освещено не слишком ярко, но рабочее место освещено дополнительными светильниками до соответствующей Emin.

Типы и нормы освещения описаны в документе СНиП II-4-79.

Где учитывается

КЕО принимается во внимание при проектировании систем естественного освещения. От данного коэффициента напрямую зависит ориентация здания в пространстве, размеры оконных проёмов, потребность в организации дополнительного искусственного освещения

При расчёте КЕО принимаются во внимание причины, влияющие на результат. К ним относят распределение по номерам групп зон административных районов с учётом особенностей светового климата, так как уровень естественной освещённости напрямую зависит от количества солнечных дней в течение года и от устойчивости снежных покровов, а также разряд сложности зрительной работы, расположение световых проёмов по сторонам света и тому подобное

В помещениях, где долго будет находиться значительное количество людей, например, в больницах, клиниках, образовательных учреждениях, офисных помещениях, детских садах, обязательно наличие солнечного света.

Коэффициент естественного освещения определяют с помощью специальных приборов — люксметров. Для точности применяют два люксметра одновременно. При этом первый работник проводит замер, находясь внутри помещения, а второй — снаружи.

Освещённость замеряется только в определённых точках, выбираемых с учётом возможного затенения деревьями, чистоты оконных проёмов, в местах, свободных от мебели или от оборудования.

Значение света

Свет для людей всегда имел большое значение, так как именно зрительный анализатор предоставляет нам практически 90% информации об окружающем мире. А в условиях компьютеризации общества сохранить на должном уровне остроту зрения удается далеко не каждому человеку.

При этом значительно ухудшить зрение можно даже не работая за компьютером по 8 часов в день. Достаточно сделать в своем доме плохое освещение и набор болячек вам будет обеспечен уже через пару лет. Всего лишь правильное освещение, которое создается в доме различными типами осветительных приборов, позволит вам повысить свою продуктивность, нормализовать микроклимат в семье и более эффективно отдыхать от работы.

Направленный свет

Поскольку дома мы проводим большую часть времени (конечно же, после работы), то к освещенности квартиры нужно подойти максимально ответственно и вдумчиво. Ведь именно здесь вам никто не сможет помещать сделать вашу жизнь качественнее и комфортнее. Свет в доме может подаваться следующим образом:

  • направленное. Это освещение создают потолочные люстры и настенные бра с напольными торшерами;
  • рассеянное. Такой свет возможен от скрытых подсветок, которые в последнее время стали очень популярными. Особенно красиво они смотрятся на гипсокартонных и натяжных потолочных конструкциях. В отличие от направленного, одна только рассеянная подсветка не может самостоятельно обеспечить требуемый уровень света в помещении. Поэтому она часто выступает в качестве дополнительного освещения.

Рассеянная подсветка

Отдельно стоит отметить, что такое помещение в доме, как кухня требует дополнительной подсветки определенных зон. Именно с кухней у многих возникают проблемы в плане формирования должного освещения. Это связано с тем, что кухня зачастую малогабаритна и всегда заставлена всевозможными кухонными принадлежностями, девайсами и шкафами. В результате тут имеется много затемненных и плохо освещенных мест. Решить эту проблему помогут:

  • точечные светильники, установленные над рабочей зоной (столешница, раковина, плита);
  • светодиодная подсветка шкафов.

Но в любом случае, прежде чем устанавливать те или иные осветительные приборы, необходимо выяснить, какая степень освещенности вам нужна. Для этих целей следует обратиться за помощью к СНиП.

Виды освещения

Современные технологии позволяют устанавливать в помещения не только центральное освещение, но и дополнительное. Такой подход позволяет управлять световым потоком, задавая нужную мощность освещения. Выделяют следующие виды освещения:

  • направленное – основные источники – люстры, торшеры, лампы;
  • рассеянное – дополнительные источники света, монтирующиеся на потолках и стенах.

Сочетание этих двух видов освещения в комнатах позволяет создать идеальные условия в помещении для работы и отдыха.

Влияние неправильного света

Свет – это необходимое условие для комфортной жизни человека. Санитарные врачи рассчитали нормы и критерии для жилых помещений, которые благотворно влияют на здоровье и психическое состояние человека.

В квартирах для естественного освещения по нормам предусмотрены окна, но в темное время суток необходимо включать искусственное освещение. Недостаток света в жилых комнатах может привести к следующим отклонениям:

  • раздражительность и страх;
  • головные боли;
  • снижение работоспособности;
  • усталость;
  • бессонница;
  • усталость и покраснение глаз;
  • обострение хронических болезней.

От недостатка освещения жилых комнат больше всего страдают дети. Если им приходится делать уроки, читать или играть, пользоваться гаджетами при неправильном освещении, то может развиться нарушение зрения.

С годами эта проблема будет лишь усугубляться

Поэтому в детской важно продумать многоуровневое освещение помещения, чтобы осветить комнату, рабочее и игровое место