Как правильно рассчитать оптимальное освещение для комнаты

На комфортное пребывание человека в квартире особое внимание оказывает свет. Ему любой дизайнер и домашний мастер уделяют особое внимание. Начинать это необходимо еще на стадии создания проекта, используя научные данные и разработанные методики расчета.

Конечно, можно положиться на собственный вкус и выполнить освещение комнаты своими руками, учитывая индивидуальные пристрастия и наклонности или использовать в интерьере одну современную светодиодную люстру с пультом дистанционного управления. Но, будет ли это правильно? Ведь одни люди любят яркий свет, а другие — полумрак.

Грамотно рассчитать освещенность комнаты позволяют:

• знания основ фотометрии — прикладного раздела оптики, учитывающего энергетические характеристики света;
• применение научных методик по выбору подходящих светильников и способов их распределения.

Основные физические величины фотометрии

Для правильного выбора оборудования освещения необходимо учитывать его характеристики:

• направление телесного угла;
• величину светового потока;
• значение освещенности;
• силу света;
• форму кривой силы света.

Телесный угол источника и световой поток в нем

Это два основополагающих термина фотометрии.

Телесный угол

Является безразмерной величиной. Он представлен конусом, который образован частью пространства, исходящим из центра сферы. В его вершине расположен источник, испускающий свет.

Если мысленно смотреть по направлению лучей, то внутренний объем, видимый из центра и ограниченный кривой пересечения со сферой, как раз и будет телесным углом. Когда площадь основания конуса составляет величину R 2 , а R — радиус сферы, то это выделенное пространство в системе СИ называют «стерадиан» и используют для сравнения с другими углами.

Наиболее характерно использование телесного угла для выбора различных конструкций светодиодных ламп.

Световой поток источника F

Это количество энергии, которую излучает светильник в пространство телесного угла за определённое время. Единицей измерения является люмен.

Необходимо четко разделять мощность излучения, измеряемую в ваттах и световой поток. Первая характеристика является чисто техническим параметром энергии источника, а вторая (поток) — учитывает особенности восприятия его значения нашим организмом.

Свет представляет собой поток электромагнитных волн различной частоты. Человеческое зрение воспринимает их спектр не одинаково. Лучшей восприимчивостью обладает светло желтый фон на границе с зеленым.

При оценке световой восприимчивости значение этого участка принимается за единицу.

Освещенность поверхности Е

С помощью этого критерия, измеряемого в люксах, оценивают степень освещения поверхности от попадающего на нее светового потока.

Расположение поверхности под прямым углом обеспечивает наилучшее освещение, а под косым — изменяется в зависимости от ее наклона. При удалении от источника она снижается обратно пропорционально квадрату расстояния.

В расчете следует учитывать, что различные типы источников света, потребляя одинаковую мощность, способны по разному создавать поток, освещать рабочую поверхность.

Сила света источника I

Это величина световой энергии, заключенной внутри телесного угла распространения светового потока. Ее измеряют в канделах.

Для ее анализа приведена зависимость источника с мощностью 80 ватт, распределяющего световой поток на три позиции.

Приведенная картинка наглядно демонстрирует, что при удалении от источника площадь освещения возрастает, а освещенность падает. Свет тускнеет.

Формы кривых силы света

Внутри жилых помещений светильники распространяют свет не вкруговую, как обычно принято рассматривать в фотометрии, а в половине сферы, ограничивая проникновение светового потока на верхнюю часть потолка в горизонтальной плоскости у подвешенной люстры или на заднюю часть стены у настенного бра.

С учетом этих особенностей и рассмотрим кривые силы света. Они представляются графическим изображением световых линий в пространстве, зависящих от радиальных углов.

По части светового потока, освещающего рабочее место, светильники классифицируют на источники с:

1. прямым светом, направляющими более 80% потока в заданном направлении;
2. преимущественно прямым — 60÷80%;
3. рассеянным — 40÷60%;
4. отраженным — менее 20%.

Они создают различное направление максимальной силы света и характеризуются семью различными кривыми характеристик. Для домашнего мастера важно знать две:

1. косинусную закономерность, выражаемую кривой света Д;
2. равномерную — кривая М.

По кривой силы света оценивают:

• возможности светильников;
• их способность создавать зону максимального освещения;
• удаление высоты подвеса;
• расстояния между источниками;
• общее количество.

Например, светильники с характеристикой Д при подвешивании на высоте 2÷3 метра обеспечивают яркое и ровное освещение довольно большой площади.

Критерии выбора осветительных приборов

Хорошие условия для искусственного освещения создаются при комплексном учете трех критериев:

1. комфорта;
2. безопасности;
3. эстетики.

Обеспечение комфорта

Техническими характеристиками светильников по этому показателю являются:

• цветовая температура;
• показатель дискомфорта;
• индекс цветопередачи.

Что такое цветовая температура

Этим показателем характеризуют интенсивность излучения волны света оптического диапазона, зависящую от ее частоты колебаний.

Измеряют в градусах Кельвина.

Показатель дискомфорта

С его помощью оценивают слепящее действие светильника, когда создается блескость, формирующая неприятное восприятие света из-за неравномерного распределения яркостей.

Для выравнивания блескости используют экраны, фильтры, рассеиватели или светильники с отраженным светом.

Индекс цветопередачи

Это показатель соответствия между уровнем восприятия цвета предметов при нормальном, естественном освещении и при использовании конкретного искусственного источника. Он характеризует степень отклонения цветов светильниками от обычного состояния.

Для солнечного спектра принят коэффициент цветопередачи Ra=100. Чем он ниже у светильника, тем больше происходит искажение цвета.

Критерии безопасности

По условиям воздействия на зрение человека они делятся на:

• коэффициент пульсаций;
• уровень освещенности, который мы уже рассмотрели выше.

Что такое коэффициент пульсаций

Рассмотрим на примере работы светодиода, который излучает свет только при соблюдении полярности подключенного напряжения.

Пульсации образуются за счет прохождения тока сменяющегося направления. Таким же эффектом обладают отдельные конструкции люминесцентных ламп.

Законодательство требует использовать в офисных помещениях светильники, создающие пульсации не более 10%. Для жилых помещений и рабочих мест с компьютерной техникой этот показатель жестче — до 5%.

Критерии эстетики

• оформление;
• распределение света.

Обычно этими вопросами занимаются дизайнеры и художники-осветители. Домашний мастер вполне может перенять их опыт и сделать расчет средств, посмотрев несколько выставленных в свободный доступ работ.

Как выполнить расчет освещения

Для его проведения можно воспользоваться:

1. популярными ручными методиками:
2. специализированными компьютерными программами.

Способы ручного расчета освещения

Наиболее доступными являются методы:

1. коэффициентов;
2. удельной мощности;
3. точечного распределения;
4. использования прототипов.

Способ использования коэффициентов

Он позволяет вычислить количество необходимых для хорошего освещения светильников N по выражениям, представленным на картинке.

Числитель Е∙S∙Kз характеризует отсвечивание, а знаменатель U∙n∙Фл — яркость.

Коэффициент отражения учитывает состояние поверхностей, выражается в процентах и принимается:

• 70÷80 — для белых оттенков;
• 50 — светлых цветов;
• 30 — серых;
• 20 — темно-серых;
• 10 — темных поверхностей.

Коэффициент запаса выражается в единицах от идеальных условий, зависит от типа помещения и принимается:

• 1,25 — внутри очень чистых пространств и осветительных установок с небольшим временем эксплуатации;
• 1,50 — в чистых помещениях;
• 1,75 — для наружного освещения;
• 2,00 — при сильном загрязнении наружного или внутреннего освещения.

Подставив в верхнюю формулу все выбранные коэффициенты, можно простыми арифметическими действиями вычислить количество светильников.

Расчет по удельной мощности

Для использования этой методики необходимо пользоваться специальной справочной документацией. Такой способ обычно предусматривает создание определённого запаса светильников. За счет этого он не является экономным.

Расчет точечным методом

Способ основан на составлении плана или эскиза помещения и графического нанесения на нем рабочей поверхности и светильников для ее освещения.

Метод довольно непростой, он применяется в основном для потолков или стен различных сложных форм и конфигураций, создаваемых дизайнерами. Расчет выполняется точно, считается экономным в плане электроснабжения.

Расчет на основе прототипов

Метод использует таблицы в справочниках, подготовленные для типовых помещений. Расчеты многократно опробованы на практике и в них внесены коррективы. За счет этого получается довольно хорошая точность.

Способы расчета освещения компьютерными программами

Довольно доступный метод, рассчитанный на уровень учеников, представлен в видеоролике владельца Mordovskysvet “on-line калькулятор”. Рекомендуем ознакомиться с ним для использования в домашних целях.

Профессионально выполнять эти же действия можно с помощью популярной программы DIALux.

Особенности применения расчетов на практике

Закончив все необходимые вычисления рекомендуется проанализировать полученные результаты для того, чтобы:

• учесть задачи комфорта, надежности и безопасности;
• выполнить требования строительных нормативов и правила электрической безопасности.

При этом также учитывают специфику помещения. Например, в детской комнате для ребенка оптимальное освещение делают на меньшей высоте, чем в гостиной. При подсветке рабочих мест на кухне берут во внимание особенности приготовления пищи.

Расчет освещения, как и планирование всей электропроводки, лучше всего делать при составлении проекта здания или квартиры. Тогда материальные затраты на его создание будут минимальными.

Различные светотехнические решения, предназначенные для повторения домашним мастером своими руками, представлены в видеоролике владельца «Для себя, для дома, для семьи» “Дизайн освещения в квартире”.

Если у вас остались вопросы по теме статьи, то задавайте их в комментариях.

Сколько точечных светильников нужно на квадратный метр натяжного потолка

4272 5

Планируя установку натяжного потолка с точечными светильниками, важно правильно определить, сколько понадобится осветительных приборов на квадратный метр. Если установить недостаточно — комната станет тусклой и неудобной. А слишком много светильников увеличит расход электричества и будет резать глаза. Разберем подробно, как правильно рассчитать необходимое количество осветительных приборов на комнату для разных типов лампочек.

Нормы освещенности жилых помещений

Важно поддерживать оптимальный уровень освещенности. В тёмной комнате приходится сильно напрягать глаза, что неприятно и вредно для зрения. Но слишком яркие лампочки тоже не комфортны и не полезны.

Уровень освещённости в комнате можно измерить и оценить. Стандартная единица для этого — люкс (Лк). Разработаны государственные нормативы по освещённости для различных зон и помещений, в том числе жилых. Согласно СП 52.13330.2011 и СНиП 23-05-95 для квартир и частных домов стандарты такие (в Лк на 1 кв м):

1. Самые высокие показатели у кабинетов и подсобных помещений — 300.
2. В детских тоже должно быть светло, но уровень уменьшается до 200.
3. В остальных жилых комнатах, на кухне, в гостиной и спальне необходим средний уровень — 150.
4. В гардеробных достаточно более тусклого света — 75.
5. В коридорах, прихожих, туалетах и ванных — 50.

Внимание! Эти числа обозначают средний уровень освещенности на 1 м². В разных зонах комнаты он может различаться: выше в рабочих или у зеркала, ниже в проходных.

Для измерения освещенности используется люксметр — это небольшой прибор, оснащенный светочувствительным датчиком. Пользоваться им очень просто, достаточно включить и на дисплее сразу отобразятся результаты измерения в Люксах. Стоимость такого прибора в среднем составляет около 2000 рублей.

Приблизительно измерить уровень освещенности можно с помощью смартфона. Для этого потребуется скачать соответствующее приложение (например: Smart Luxometr, Lux Meter, Light Meter и другие). Измерение происходит благодаря встроенному в смартфон датчику света. Конечно, результаты будут отличаться от люксметра, но в целом это позволит иметь примерное представление об уровне света в помещении.

Как рассчитать количество точечных светильников на комнату

Вычисления включают два этапа. На первом определяют, какой световой поток понадобится в помещении. Для этого пользуются формулой:

P = S x E,

где P — мощность светового потока для комнаты,

S — общая площадь,

E — норма освещённости для одного квадратного метра (согласно стандартам для конкретного помещения).

Затем определяют количество светильников по другой формуле:

n = P / F,

в которой под n понимают число приборов, а F — световой поток конкретной лампочки. Этот показатель измеряется в люменах (Лм), а информация пишется на упаковке. Зарубежные производители используют международное обозначение — lm.

1 Лм на 1 м² равен 1 Лк.

Например, требуется узнать, сколько встраиваемых светильников понадобится для потолка в кабинете площадью 12 м². Сначала нужно определить общую мощность светового потока. Согласно стандартам норма освещенности для кабинета составляет 300 Лк. Соответственно умножаем этот показатель на площадь помещения: 12 м² х 300 Лк = 3 600 Лм.

Затем остается рассчитать количество приборов. Для примера возьмем лампы с показателем 560 Лм. Разделим общий световой поток, полученный в предыдущем шаге, на показатель одной лампочки: 3 600 Лм / 560 Лм = 6,4.

Таким образом, для потолка в кабинете понадобится не менее 6 светильников.

Классическая формула расчета количества лампочек на квадратный метр

Ранее, когда не было альтернативы лампам накаливания, использовали другой способ. Для этого учитывается мощность осветительных приборов, а нормы освещённости для жилых помещений измеряются в Вт/м². Для разных комнат показатели отличаются:

• спальня — 15 Вт/м²;
• детская — 60 Вт/м²;
• гостиная — 22 Вт/м²;
• кухня — 26 Вт/м²;
• санузел — 22 Вт/м².

Чтобы выполнить расчёт точечных светильников, норму освещенности для конкретной комнаты умножают на площадь. Результат делят на мощность одного осветительного прибора.

Такой стандарт разработан для ламп накаливания, но с натяжными потолками чаще используют светодиодные или энергосберегающие. Они потребляют меньше электричества и сильно не нагреваются. Это очень важно, поскольку высокая температура способна повредить ПВХ-пленку, которая используется в качестве полотна для натяжных конструкций. Чтобы определить, сколько понадобится осветительных приборов других типов, используют таблицу соответствия мощности разных видов ламп:

Учет коэффициента отражения поверхностей

Отделочные материалы неодинаково поглощают свет, степень отражения зависит от цвета и фактуры поверхности. Это свойство влияет на общий уровень освещённости помещения, поэтому после расчётов вносят корректировки.

Поверхности имеют определённый коэффициент отражения, который приблизительно делят на пять групп:

1. 70% — белый цвет.
2. 50% — другие светлые тона.
3. 30% — серый.
4. 15% — тёмные цвета.
5. 5% — чёрный.

Обычно выбирают отделочные материалы разных цветов (напольное покрытие, обои, натяжное полотно). Чтобы упростить подсчёты, сначала находят средний коэффициент отражения. Для этого складывают числа, которые характеризуют стены, пол и потолок, а затем делят на 3.

Например, в комнате белое натяжное полотно, бледные обои на стенах и средней темноты паркет. Вычисляем:

70% + 50% + 30% = 150%

150% / 3 = 50%, или 0,5.

При дальнейших расчётах значение светового потока для лампочки умножается на 0,5. Например, если выбирают LED-приборы с номинальным показателем 560 люмен, в формулу нужно подставлять 280 Лм.

Совет! Если после установки светильников оказалось, что света недостаточно — ничего страшного, эту проблему легко исправить! Достаточно просто заменить лампочки, установив приборы с более мощным световым потоком. Например, было установлено 4 светильника с лампочками на 560 Лм, если заменить их на 1200 Лм, то степень освещенности увеличится вдвое.

Рекомендации по освещению натяжного потолка

Особенности материала накладывают определенные ограничения на используемые приборы. ПВХ-плёнка плавится при повышении температуры до 60-70°C, ткань — около 80°C.

Поэтому лампы накаливания с натяжным потолком сочетаются плохо. Можно брать только маломощные — до 40 Вт. А для галогеновых ограничения ещё строже — не выше 35 Вт.

С натяжными полотнами рекомендуется использовать светодиодные или энергосберегающие лампы, которые не нагреваются во время работы. Из них предпочтительнее первый тип, они более долговечны и потребляют меньше электричества. Энергосберегающие лампы эффективны только при постоянной работе, во время включения потребляют много электроэнергии и не сразу разгораются до полной мощности.

Важно! Для дополнительной защиты используют термокольца или термоквадраты. Это тонкие пластиковые изделия, которые наклеивают на плёнку перед тем, как вырезать отверстие под светильник. Протектор не даёт полотну нагреваться и расходиться от натяжения. Тканевые потолки более прочные, поэтому не нуждаются в защитных кольцах.

Потолочные светильники распределяют по поверхности равномерно или группами, подсвечивая определенные зоны. Составляя схему расположения, учитывают минимальные расстояния:

• от края полотна должно быть не меньше 20 см;
• от шва (если плёнка спаяна) — 15 см;
• между соседними приборами — 30 см.

Совет! Светильники лучше разделить на группы и подсоединить к разным выключателям. Тогда можно задействовать не все сразу, а только нужные в конкретной зоне.

Светильники крепятся не к тонкому полотну, а к перекрытию через закладные платформы, которые монтируют заранее. Поэтому выбрать модели, рассчитать количество приборов и разработать схему их расположения необходимо до установки натяжного потолка.

Как рассчитать освещение в комнате

Правильно подобранное освещение играет большую роль для человека. Оптимально подобранный световой поток придаст комнате законченный вид, поможет скрыть или наоборот, выделить отдельные детали интерьера.

Кроме того, именно от мощности освещения комнаты, зависит уровень комфорта находящихся в нем людей. Так что вопрос с освещением стоит не на последнем месте, и требует грамотного расчета.

Сразу хочу сказать, что точной формулы для такого рода расчетов не существует. Есть много критериев, которые прямо или косвенно могут влиять на этот показатель.

Поэтому в рамках этой статьи, мы не будем углубляться в изучение СНиПа и пользоваться сложными и детальными методами. А воспользуемся немного упрощенной и быстрой методикой расчета освещенности.

Видео: Просвещенность про освещенность

В результате, у вас появится понимание того, сколько и каких осветительных элементов (приблизительно) понадобится для отдельной комнаты или помещения. Вся наша математика будет проходить в два этапа:

1. рассчитываем необходимый световой поток;
2. расчет количества ламп.

Величина светового потока измеряется в люменах и обозначается «Лм». Освещенность меряют в люксах, обозначается «Лк».

Расчет светового потока

Простейшая формула будет выглядеть так: P = a × b × c. Где P — это световой поток, a — значение освещенности помещения, b — площадь помещения в м², c — коэффициент высоты потолка.

Поправочные коэффициенты для разных потолков известны и имеют следующие значения:

• высота до 2,7 м = 1;
• от 2,7 до 3 м = 1,2;
• от 3 до 3,5 м = 1,5;
• от 3,5 до 4 = 2.

Нормативное значение освещенности по СНиП:

Итак, давайте определим величину светового потока для жилой комнаты площадью 10 м² и высотой потолка 2,60. Норма освещенности 150 × 10 м² × 1 = 1500 Люмен (Лм).

Расчет количества ламп

Зная световой поток, можно рассчитать необходимое количество и мощность ламп. В таблице ниже представлены значения мощности и соответствующие им значения светового потока для популярных типов ламп.

Производим расчет. Величину светового потока мы уже подсчитали, и знаем, что она равна 1500 люмен. Из таблицы выше выбираем лампу, возьмем для примера лампу накаливания мощностью 60 Ватт.

Ее световой поток составляет 800 Лм. Теперь, 1500 делим на 800 и получаем, что для освещения одной комнаты потребуется 1,8 лампочек, округляем до 2-х.

Однако нужно понимать, что это все приблизительные значения. Ведь на освещение комнаты влияет еще и тип и цветовая гамма помещения, количество окон и многое другое.

Параметры помещения

Тут стоит учитывать не только площадь комнаты, но и высоту потолков, цвет стен и пола. Чем дальше источник света находится от освещаемой поверхности, тем меньше она будет освещена. Известно, что свет отражается от поверхности, чем она светлее, тем больше света отражается и наоборот.

Отраженный свет так же освещает помещение. Так, что если комната оформлена в темных тонах, нужно увеличить значение светового потока при выборе лампы.

Кроме всего этого не забываем и о том, что освещение может быть общим — люстры и пр., а так же точечным — торшеры, бра, настольные лампы и другие светильники. И каждый из них светит по разному.

На заметку! Все выше перечисленные расчеты не позволяют подсчитать точную мощность освещенности и являются приблизительными, и используются так сказать для общего представления.

Все нормы и результаты расчетов рекомендуется увеличивать в 1,5 — 2 раза. При этом можно установить несколько светильников с отдельными выключателями, разделив пространство на зоны. При необходимости, включив часть приборов можно получить мягкий и приглушенный свет, а при всех включенных приборах получаем ярко освещенную комнату.

Видео: Сколько нужно света или освещение помещения!

https://housediz.ru/kak-pravilno-rasschitat-optimalnoe-osveshhenie-dlya-komnaty/
https://potolok.expert/svet/raschet-tochechnyh-svetilnikov.html
https://alina-sharapova.ru/dizajn-interera/kak-rasschitat-osveshhenie-v-komnate.html