Пошаговое руководство по расчету освещения в зданиях

Как выполнить расчет освещения в здании — Монтаж электрооборудования

В профессиональной сфере правильный расчет освещения имеет критическое значение: недостаточная освещенность снижает эффективность выполнения задач, для которых предназначено освещение, а избыточная — приводит к ненужным затратам. В небольших помещениях эта разница незначительна, но в крупных зданиях, заводах и фабриках она становится существенной при современных стандартах электромонтажа.

Базовый подход к расчету потребности в освещении — разделить общую потребность помещения в светоотдаче на световой поток (люмены), выдаваемый одной лампой. Хотя этот метод подходит для средних жилых комнат, он не обеспечивает необходимой точности для профессионального проектирования.

На практике необходимо учитывать множество дополнительных параметров, так как идеальных условий не существует. Например, светоотдача светильников уменьшается со временем из-за старения компонентов и накопления пыли, поэтому чистота — важный фактор. Светлые стены отражают больше света, чем темные, поэтому их освещаемость отличается.

Прежде чем приступать к расчетам, важно понять основные термины расчета освещения.

Комнатный индекс (Room Index)

Зависит от формы и размеров помещения. Описывает соотношение длины, ширины и высоты комнаты. Обычно находится в диапазоне от 0,75 до 5.

Где l — длина комнаты, w — ширина комнаты, h_wc — высота от рабочей плоскости (столешницы) до потолка.

Данная формула применима только если длина комнаты меньше четырех ширин.

Коэффициент обслуживания (Maintenance Factor)

Отношение светоотдачи лампы через определенный интервал времени к светоотдаче новой лампы. Светоотдача снижается из-за старения внутренних компонентов (насыщения элементов) и внешних факторов (пыль). Например, в чистых холодных помещениях коэффициент выше, чем в горячих и пыльных.

Значение всегда ≤ 1.

Типовые значения для расчетов:

• 0,8 — для офисов и классов
• 0,7 — для чистого производства
• 0,6 — для грязного производства

Коэффициенты отражения поверхностей комнаты

Помещение рассматривается как система из трех основных поверхностей:

1. Потолок
2. Стены
3. Пол

Эффективные коэффициенты отражения этих поверхностей влияют на количество отраженного света, попадающего на рабочую плоскость. Светлые цвета (белый, желтый) имеют более высокий коэффициент отражения, чем темные (синий, коричневый).

Коэффициент использования (Utilization Factor)

Отношение эффективного светоточного потока к общему светоточному потоку источников света. Показывает эффективность схемы освещения.

Зависит от:

• Эффективности светильника
• Распределения светоинтенсивности
• Геометрии пространства
• Коэффициентов отражения поверхностей
• Полярной кривой

Соотношение шаг/высота (Space to Height Ratio)

Отношение расстояния между соседними светильниками (по центрам) к их высоте над рабочей плоскостью.

Где: H_m — высота подвеса, A — общая площадь пола, N — количество светильников.

Не должно превышать максимальное значение SHR, указанное производителем.

Примечание: Обычная жилая комната требует 20 лм/фут² (≈215 лм/м²). Для учебных комнат — 300 лм/м². Стандарты варьируются: многие международные компании требуют 600 лм/м² в офисах для ночных смен.

Рассмотрим расчет на примере этажа школы. Для единообразия используются светильники Philips (спецификации доступны на сайте производителя).

Расчет освещения для класса

Площадь класса = 6×9 = 54 м², h = 3 м

Необходимый светоточный поток = 54 × 300 = 16 200 лм

Ниже приведена справочная таблица коэффициентов использования (U.F.) для SHR = 1,5. Реальные таблицы предоставляются производителями и могут отличаться.

Коэф. отражения			Комнатный индекс
C	W	F	0,75	1	1,25	1,5	2	2,5	3	4	5
0,70	0,50	0,20	0,43	0,49	0,55	0,60	0,66	0,71	0,75	0,80	0,83
	0,30		0,35	0,41	0,47	0,52	0,59	0,65	0,69	0,75	0,78
	0,10		0,29	0,35	0,41	0,46	0,53	0,59	0,63	0,70	0,74
0,50	0,50	0,20	0,38	0,44	0,49	0,53	0,59	0,63	0,66	0,70	0,73
	0,30		0,31	0,37	0,42	0,46	0,53	0,58	0,61	0,66	0,70
	0,10		0,27	0,32	0,37	0,41	0,48	0,53	0,57	0,62	0,66
0,30	0,50	0,20	0,30	0,37	0,41	0,45	0,52	0,57	0,60	0,65	0,69
	0,30		0,28	0,33	0,38	0,41	0,47	0,51	0,54	0,59	0,62
	0,10		0,24	0,29	0,34	0,37	0,43	0,48	0,51	0,56	0,59
0,00	0,00	0,00	0,19	0,23	0,27	0,30	0,35	0,39	0,42	0,46	0,48

Код отражения для класса = 752 (70% потолок, 50% стены, 20% пол — стандарт для светлых стен).

При R.I. = 1,8 и коде 752: U.F. = 0,66

Коэффициент обслуживания для класса/офиса = 0,8 (стандарт).

Где: N — количество светильников, E — средняя освещенность (лк), A — площадь рабочей плоскости, n — ламп в светильнике, F — световой поток лампы, U.F. — коэф. использования, M.F. — коэф. обслуживания.

Используем Philips Green Perform LED Batten 40W:

• Светоотдача: 4000 лм / 40 Вт
• Цвет: Neutral White 4000K
• CRI > 80
• Ресурс L70: 50 000 часов

Расчет для конференц-зала

Площадь = 6×9 = 54 м², h = 3 м. Потребность = 54 × 300 = 16 200 лм.

• R.I. = 1,8, код 752 → U.F. = 0,66
• M.F. = 0,8

Используем Philips Ultraslim Round LED Panel Light 22W: 1760 лм / 22 Вт.

Расчет для коридора

Площадь = 31×3 = 93 м², h = 3 м. Потребность = 93 × 215 ≈ 20 000 лм.

• R.I. = 1,82, код 753 → U.F. = 0,66
• M.F. = 0,8

Используем Philips MASTER TL5 High Efficiency ECO 35W: 3650 лм / 35 Вт, CRI 85, ресурс 25 000 ч.

Расчет для лестничной клетки

Площадь = 6,4×2,7 = 17,28 м², h = 3 м. Потребность = 17,28 × 215 = 3715 лм.

• R.I. = 1,26, код 752 → U.F. = 0,55
• M.F. = 0,8

Используем Philips MASTER TL5 HIGH EFFICIENCY ECO 35W: 3650 лм / 35 Вт, CRI 85, ресурс 24 000 ч.

Расчет для туалета (WC)

WC 1&2: Площадь = 1,425×1,2 = 1,71 м². Потребность = 1,71 × 215 = 367 лм.

• R.I. < 0,75 — таблица U.F. неприменима
• M.F. = 0,8

Используем Philips TL Miniature 8W: 410 лм / 8 Вт, CRI 60, ресурс 10 000 ч.

WC 3&4: Площадь = 1,5×1,8 = 2,7 м². Потребность = 2,7 × 215 = 580 лм.

• R.I. < 0,75 — таблица U.F. неприменима
• M.F. = 0,8

Используем Philips MASTER TL5 HIGH EFFICIENCY ECO 14W: 1350 лм / 14 Вт, ресурс 40 000 ч.

Можно использовать одну LED-трубку для обоих санузлов.

Расчет для моечной комнаты

Площадь = 6×6,6 = 39,6 ≈ 40 м² (в оригинале 49,5 м² — вероятно, опечатка). Потребность = 40 × 215 = 8600 лм (оригинал: 10642 лм).

• R.I. = 1,05, код 752 → U.F. = 0,49
• M.F. = 0,8

Используем Philips Pacific LED Waterproof Batten 35W: 4200 лм / 35 Вт, CRI 85, ресурс 50 000 ч.

Важно: Светильники размещают равноудаленно для равномерного распределения света. Фактическое количество LED-светильников будет меньше расчетного, так как их коэффициент использования выше, но методика расчета остается прежней.