Расчет освещения загородного дома

Методы и формулы для расчета наружного освещения

Осветительные приборы для наружного освещения придомовой территории и улицы выполняют несколько важных функций, в том числе повышение безопасности жилой недвижимости.

Грамотно спроектированные системы для двора, направленные на основные объекты (ворота, калитка, забор), значительно снижают интерес со стороны злоумышленников, которые менее охотно будут думать над тем, чтобы посягнуть на ваше имущество. Прежде чем выполнить расчет уличного освещения, необходимо решить с месторасположением фонарей, а уже после прибегнуть к нескольким важным физическим формулам.

Настоятельно рекомендуем при выполнении расчетов брать данные из технической документации устанавливаемых приборов.

В зависимости от функционального предназначения современные системы уличного освещения делятся на два типа:

В первом случае нужно соблюдать определенную последовательность, а иногда — закономерность в распределении светильников по участку. Понадобятся приемы, используемые в ландшафтном дизайне. Что касается технического функционала устройств, то в данном случае речь идет уже о защитных особенностях оборудования.

Подбирайте осветительные приборы таким образом, чтобы при их эксплуатации чувствовать себя в полной безопасности и ощущать комфорт от пребывания на участке. Благодаря этому вы снизите риск получения травмы из-за неправильно поставленной ступни относительно ступеней крыльца или садовой дорожки.

Характеристики освещения

Начнем с того, что свет, который воспринимает человеческий глаз, находится на длине волны 380-780 нм. Существует восемь основных светотехнических характеристик, позволяющих описать освещение:

1. Световой поток — оптическое излучение, которое мы и называем светом. Измеряется в люменах и в формулах ниже будет обозначаться латинской буквой F. Чем выше значение светового потока, тем ярче будет освещение (при условии, что остальные характеристики равны).
2. Сила света представляет собой плотность светового потока в текущем пространстве относительно оси телесного угла. Обозначается буквой I, измеряется в канделах.
3. Телесный угол — W. Речь идет об определенном пространстве, расположенном внутри конической поверхности. Единица измерения — стерадианы.
4. Освещенность – числовое значение плотности потока света. Измеряется в люксах, обозначается буквой E.
5. Яркость — поверхностная плотность силы света. Для измерения используется соотношение кандел на квадратном метре, для обозначения — L.
6. Ослепленность — P, определяющая возможность прибора создать слепящий эффект.
7. Коэффициент пульсации — измеряется в процентах, используется для оценки глубины колебаний осветительного прибора. Обозначается буквой K.
8. Критерий дискомфорта — M. Позволяет оценить дискомфортную блескость, потенциально вызывающую резь в глазах в случае неравномерного распределения фонарей в области зрения человека.

Приборы измерения

Чтобы подсчитать освещенность на конкретном участке, применяют специальные приборы — люксметры. Одним из наиболее популярных устройств считается «Ю-116», которое может зарегистрировать освещенность при естественном свете или функционировании лампы накаливания. Это незаменимое оборудование, используемое в сельском хозяйстве, транспортной промышленности и т.д.

Пульсация и прочие характеристики измеряются аналого-цифровыми устройствами. Один из ярких примеров — пульсметр-люксметр «АРГУС-07». Он преобразует световой поток, излучаемый продолговатыми объектами, в электрические импульсы, которые будут пропорциональны освещенности. После этого происходит декодирование в цифровой код, что позволяет увидеть конечный результат на дисплее прибора.

Для чего нужен расчет

Несмотря на кажущуюся простоту уличного освещения, устанавливаемые на придомовой территории осветительные приборы нельзя размещать произвольно. Нужно ориентироваться не только на симметрию и моду, но еще и соблюдать несколько общих требований и рекомендаций.

Перед установкой опор для фонарей выполните точный расчет, благодаря которому вы обеспечите качественное и равномерное освещение всего пространства с использованием минимального количества светильников. Это сэкономит время и деньги!

Требования к освещению загородного дома

Сегодня системы уличного освещения обладают множеством полезных функций. Чего стоят одни датчики движения и уровня освещенности, позволяющие управлять светом в автоматическом режиме. Фонари могут включаться при регистрации движущегося объекта, понижении количества естественного света, открытии ворот или калитки, входной двери дома и т.д.

Важно! Чтобы создать максимально экономичную систему, рекомендуем устанавливать вкупе с датчиками движения светодиодные источники света.

Датчики движения удобны тем, что вы можете самостоятельно настроить их чувствительность, в том числе дальность реагирования на движущийся объект, яркость светового потока в зависимости от конкретной ситуации. Это очень важно, поскольку в случае повышенной чувствительности прибор может реагировать на пролетающих птиц или бегающую по двору собаку.

Расчет наружного освещения: методы и формулы

Ниже вы узнаете, как самостоятельно рассчитать освещение для улиц, придомовых территорий и проезжей части.

Освещение улицы, двора

Для подсчета необходимого числа светильников воспользуйтесь следующей формулой:

L = E*S*N*K / (F*X), где

• L — нужное число фонарей;
• Е — требуемая освещенность;
• S — площадь освещаемой территории;
• N — уровень неравномерной освещенности;
• K — критерий учета продолжительной эксплуатации;
• F — световой поток;
• X — отражающие способности объектов.

Значение перечисленных характеристик лучше всего искать в техпаспорте осветительного оборудования. А теперь давайте предположим, что нужно выполнить расчет требуемого числа фонарей для придомовой территории общей площадью 100 кв. м. Лучше всего подойдут светодиодные прожекторы, поэтому ниже будем использовать их технико-эксплуатационные характеристики.

Для начала высчитаем значение светового потока, который будет равен мощности прибора (30 Вт), помноженной на светимость (70 лм/Вт). В итоге получаем 2100 лм. Далее находим значение отражающих способностей, а поскольку двор покрыт светло-серым асфальтом, то параметр будет равен 50 %. Норма освещения (E) составляет 10 лк. N и K берем равными 1,1 и 1,2.

Подставляем данные параметры в формулу и получаем итоговое значение:

L = 10*100*1,1*1,2 / (2100*0,5)

В данном случае вам будет достаточно установить два светодиодных светильника уличного типа мощностью 30 Вт, но при этом нужно не забывать о зоне прямой видимости. Прожектор не сможет качественно осветить территорию, расположенную позади или с другой стороны дома.

Для более точных расчетов нужно использовать еще несколько характеристик, включая коэффициент потерь в сети.

Освещение проезжей части

Что касается проезжей части, то здесь обычно требуется вычислить расстояние между опорами с фонарями, высота которых достигает 9 м. Нам также известно, что ширина дорожного полотна составляет 6 м.

Для этого будет использоваться следующая формула:

• F — необходимое расстояние,
• L — коэффициент яркости дорожного покрытия,
• K — коэффициент накаливания,
• π — число Пи,
• N — параметр светового потока.

В зависимости от используемых ламп, подставляем нужные характеристики. Предположим, что коэффициент покрытия равен 0,5 кд/м2, разница между шириной трассы и высотой фонарных столбов — 6/9 (0,66), коэффициент светового потока — 0,05. В результате имеем:

F = 0,5*1,5*3,14/0,05 = 47,1 м.

Практическое применение указанных формул расчета уровня уличного освещения существенно усложняется поиском нужных величин для подстановки. Если хотите получить гарантированно точный конечный результат, позволяющий грамотно расположить наружные светильники по придомовому участку, лучше всего обратиться к специалисту.

Конечно, можно все сделать наобум, но в таком случае вы потеряете возможность создания максимально эффективной и экономичной системы наружного освещения.

Источник

Расчет освещения — онлайн калькулятор светильников с учетом уровня освещенности

Расчет освещения — это важный этап проектирования комфортной среды в помещениях. При анализе и разработке методики расчета учитывались нормы СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03. Стоит также уточнить, что в нормативном документе раскрыты три типа освещения: естественное, искусственное и совмещенное. В данном же обзоре рассмотрена только методика расчета искусственного освещения с учетом норм освещенности, а также представлен онлайн калькулятор для быстрого определения требуемого количества осветительных приборов.

Прежде чем переходить к основной части, стоит раскрыть суть двух важнейших параметров — освещенности и светового потока. Освещенность — это физическая величина, характеризующая количество световой мощности на квадратный метр помещения. Она измеряется в Люксах (Лк), и 1 Лк = 1 Лм ⁄ 1м². В Люменах (Лм) измеряется световой поток — физическая величина, характеризующая количество световой мощности в потоке излучения.

Калькулятор освещения — онлайн расчет

Представленный онлайн калькулятор освещения, несмотря на кажущуюся простоту и ограниченность вводимых параметров, успешно справляется со своей задачей с минимальными погрешностями.

Для расчета вам необходимо выбрать тип помещения, его площадь, высоту потолков, тип и мощность используемой лампы. Далее, нажав кнопку «рассчитать», вы получите требуемое количество ламп под заданные параметры.

Онлайн калькулятор освещения:

Разберемся с методикой расчета, использованной в представленном калькуляторе. В первую очередь обратимся к формуле освещенности 1 Лк = 1 Лм ⁄ 1м². В зависимости от выбранного типа помещения в данную формулу подставляется значение нормы освещенности из СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03 (справочно нормы для всех типов помещений будут указаны в конце публикации). Указав площадь рассматриваемого помещения можно определить требуемый световой поток. Для этого необходимо норму освещенности умножить на площадь. Полученный результат умножается на поправочный коэффициент, зависящий от высоты потолков. При высоте потолков от 2,5 до 2,7 метров коэффициент равен единице, от 2,7 до 3 метров коэффициент соответствует 1,2; от 3 до 3,5 метров коэффициент составляет 1,5; 3,5 до 4,5 метров коэффициент равен 2.

На завершающем этапе полученное значение светового потока делится на значение светового потока одной лампы определенной мощности и типа (сравнительная таблица ламп также будет представлена). Таким образом определяется нужное количество осветительных приборов под конкретное помещение.

Расчет количества светильников методом коэффициента использования

Метод используется для приближенных оценок требуемого количества светильников при проектировании осветительной установки. В данном случае формула для расчета количества светильников выглядит следующим образом:

N = (E × S × Kз) ⁄ (U × n × Фл), где:

• Е — нормируемая освещенность, Лк.
• S — площадь помещения, м².
• Кз — коэффициент запаса.
• U — коэффициент использования, характеризующий эффективность использования светового прибора в помещении определенных габаритов и типов поверхностей.
• n — количество ламп в светильнике.
• Фл — световой поток лампы.

Уровень освещенности (E) нормируется СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03. Площадь (S) задается под конкретное помещение. Количество ламп (n) зависит от выбранной модели светильника. Световой поток (Фл) берется из таблиц и зависит от типа лампы и ее мощности.

Коэффициент запаса зависит от степени загрязнения помещения, частоты технического обслуживания светильника, интенсивности эксплуатации светильников и принимает значения от 1 до 2.

Зависимость коэффициент запаса от типа помещения:

Тип помещений	Коэффициент запаса, относительные единицы
Очень чистые помещения, а так же осветительные установки с малым временем использования	1,25
Чистые помещения с трехгодичным циклом обслуживания	1,5
Наружное освещение, трехгодичный цикл обслуживания	1,75
Внутреннее и наружное освещение при сильном загрязнении	2,00

Для определения коэффициента использования (U) в первую очередь необходимо рассчитать индекс помещения (k), и определить коэффициенты отражения поверхностей помещения (стены, пол и потолок).

Индекс помещения рассчитывается по следующей формуле k = (a × b) ⁄ ((h1 – h2) × a × b), где:

a — длина помещения
b — ширина помещения
h1 — высота помещения
h2 — высота расчетной плоскости

Коэффициенты отражения:

Цвет поверхности	Коэффициент отражения, %
Поверхность белого цвета	70–80
Светлая поверхность	50
Поверхность серого цвета	30
Поверхность темно-серого цвета	20
Темная поверхность	10

Зная индекс помещения и коэффициенты отражения, при помощи разработанных производителями осветительных приборов таблицам определяется последняя неизвестная U в формуле расчета количества светильников.

Для наглядности в следующем пункте представлены примеры расчета светильников двумя рассмотренными методами.

Примеры расчета освещения помещения

Первый пример будет основываться на методе применения коэффициента использования. В качестве исходных данных примем:

• Дина помещения (a) = 6,0 м. Ширина помещения (b) = 5,8 м. Высота помещения h1 = 2,8 м. Площадь помещения S = 5,8 × 6,0 = 34,8 м².
• Для кабинетов, рабочих комнат, офисов, представительств нормируемая освещенность E = 400 Лк. Значение берется из таблицы 2 СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03. Здесь же обращаем внимание на графу «Рабочая поверхность и плоскость нормирования КЕО и освещенности (Г — горизонтальная, В — вертикальная) и высота плоскости над полом, м». В нашем примере Г — 0,8 означает, что h2 = 0,8 м.
• Световой поток используемых ламп в светильнике Фл = 1350 лм (лампа 18 Вт). Количество ламп в светильнике n = 4.
• Примем, что коэффициент запаса Кз = 1,5.
• Примем, что коэффициенты отражения равны: потолок 50, стены 30, пол 20.

Рассчитаем индекс помещения:
k = (a × b) ⁄ ((h1 – h2) × a × b) = (5,8 × 6,0) ⁄ ((2,8 – 0,8) × 5,8 × 6,0) = 1,47 ≈ 1,5.

С учетом коэффициентов отражения и индекса помещения определим коэффициента использования (U) по специализированным таблицам, разработанным производителями под конкретный тип лампы.

Пример таблицы для определения коэффициента использования:

Исходя из таблицы U = 0,47. Теперь, зная все переменные, можно рассчитать требуемое количество светильников:

N = (E × S × Kз) ⁄ (U × n × Фл) = (400 × 34,8 × 1,5) ⁄ (0,47 × 4 × 1350) = 8,22 ≈ 8 шт.

Таким образом, рассмотренное офисное помещение должно быть освещено светильниками (конкретной типа) в количестве 8 штук при равномерном размещении на поверхности потолка для достижения освещенности Е = 400 лк на рабочей поверхности (0,8 м от пола).

В качестве второго примера рассмотрим упрощенную методику, примененную в онлайн калькуляторе освещения. Исходные данные:

• Имеется жилая комната площадью 18 м² с высотой потолков 2,7 м.
• Для освещения будут использоваться светодиодные лампы мощностью 10 Вт. Из таблиц определяем, что световой поток одной лампы ≈ 900 Лм.

Для расчета воспользуемся формулой освещенности 1 Лк = 1 Лм ⁄ 1м². Соответственно 1 Лм = 1 Лк × 1м. Норма освещенности для жилых комнат 150 Лк. Также нам известна площадь помещения 18 м². И так как высота потолков 2,7 м, то поправочный коэффициент равен 1.

Получаем требуемый световой поток для комнаты:

2700 Лм = 150 Лк × 18 м² × 1 (поправочный коэффициент).

Теперь можно вычислить необходимое количество светодиодных ламп. Для этого делим общее значение светового потока на величину светового потока в одной лампы.

2700 Лм ⁄ 900 Лм = 3 светодиодных лампы мощностью 10 Вт понадобиться для комфортного освещения жилой комнаты площадью 18 м².

Нормируемые показатели искусственного освещения помещений жилых зданий

В данном пункте справочно приведем данные из СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03, а также рассмотрим группировку ламп освещения по мощности и типу.

Нормы искусственного освещения:

Помещения	Освещенность рабочих поверхностей, Лк
1) Жилые комнаты, гостиные, спальни	150
2) Жилые комнаты общежитий	150
3) Кухни, кухни-столовые	150
4) Детские	200
5) Кабинеты, библиотеки	300
6) Внутриквартирные коридоры, холлы	50
7) Кладовые, подсобные	30
8) Гардеробные	75
9) Сауна, раздевалки	100
10) Бассейн	100
11) Тренажерный зал	150
12) Биллиардная	300
13) Ванные комнаты, уборные, санузлы, душевые	50
14) Помещение консьержа	150
15) Лестницы	20
16) Поэтажные внеквартирные коридоры, вестибюли, лифтовые холлы	20
17) Колясочные, велосипедные	20
18) Тепловые пункты, насосные, электро-щитовые, машинные помещения лифтов, венткамеры	20
19) Основные проходы технических этажей, подполий, подвалов, чердаков	20
20) Шахты лифтов	5

Значения светового потока ламп разной мощности и типа:

Световой поток, Лм	Лампа накаливания, Вт	Галогеновая лампа, Вт	Люминесцентная лампа, Вт	Светодиодная лампа, Вт
400	40	29	10 — 13	4 — 5
750	60	43	15 — 16	6 — 9
900	75	53	18 — 20	10 — 12
1200	100	72	23 — 30	13 — 15
1800	150	150	40 — 50	18 — 20

Подведем краткий итог. Выбрав простой способ расчета освещения по нормам освещенности, для определения нужного количества ламп вам достаточно использовать представленные табличные данные и формулу освещенности 1 Лк = 1 Лм ⁄ 1м². Соответственно требуемое количество ламп для помещений с высотой потолков от 2,5 до 2,7 метров = (освещенность по норме, Лк × площадь помещения, м²) ⁄ световой поток одной лампы, Лм.

Источник