Почему одна LED-лампа светит сильнее, чем другая, такой же мощности? Что такое световой поток и чем он отличается от освещенности? Как определиться с количеством ламп, зная их световой поток и размеры помещения. Ответы на эти вопросы вы найдете в нашей новой статье.
Во времена повсеместного распространения ламп накаливания (ЛОН), зная, сколько ватт потребляет лампа, можно было с уверенностью предполагать, сколько света она будет давать. Две лампы одинаковой мощности, произведенные на разных заводах, излучают практически одинаковое количество света, и, приобретая ЛОН, покупателю достаточно было ориентироваться на показатель ее мощности. Сейчас ЛОН в прошлом, но до сих пор многие действуют подобным образом и при покупке светодиодных ламп, хотя с ними дело обстоит несколько иначе.
Световой поток и энергоэффективность
Основным и наиболее значимым параметром любого осветительного прибора является количество света, которое он вырабатывает в единицу времени. Эта величина называется световым потоком источника света, а единицей измерения для него в международной системе СИ официально принят Люмен (Lumen, Лм). Величина светового потока зависит от электрической мощности источника света, но не определяется только мощностью. Особенно это актуально для светодиодных ламп.
В ЛОН количество света, которое она вырабатывает, зависит от материала нити накаливания и ее температуры. Но эти параметры в разных лампах отличаются мало, поэтому и светят ЛОН одной мощности примерно одинаково. В LED-лампах свет вырабатывают светодиоды. Световой поток светодиода, как и лампы накаливания, также зависит от материалов и режима работы полупроводникового кристалла, но, в отличии от ЛОН, эти свойства у разных светодиодов сильно отличаются, и более качественные и современные светодиоды при одной и той же электрической мощности вырабатывают больше света.
Связь между электрической мощностью источника света и его световым потоком характеризуется энергоэффективностью и определяется как отношение величины светового потока к мощности. Энергоэффективность показывает, сколько света вырабатывает источник на 1 ватт затраченной мощности, иными словами это – световой КПД, и чем он больше, тем более экономичным является источник света.
Величину светового потока и мощность выбранной LED-лампы узнать достаточно просто, нужно всего лишь посмотреть на ее упаковку – в соответствии с требованиями стандартов производители светодиодных ламп обязаны указывать значение этих характеристик на упаковке продукции. Энергоэффективность лампы на упаковке приводить не обязательно, поэтому, если этот параметр не указан, покупатель легко может рассчитать его самостоятельно, разделив значение светового потока на мощность.
Рассмотрим конкретный пример:
Примерная величина светового потока бытовой лампы накаливания мощностью в 60 ватт составляет 700 люменов, а 100-ваттной – около 1200 люменов. Таким образом, разделив 700 на 60, получаем энергоэффективность 11,7 лм/Вт – у 60-ваттной лампочки и 12 лм/Вт – у 100-ваттной.
Если со стандартными ЛОН все достаточно просто, то, проведя анализ представленных на украинском рынке светодиодных ламп мощностью, к примеру, 6 Вт, мы увидим, что величина их светового потока находится в диапазоне от 450 до 700 люменов. То есть, их энергоэффективность колеблется от 75 до 117 лм/Вт, и может отличаться даже в рамках одной и той же серии у конкретного производителя. Эффективность LED-ламп зависит, прежде всего, от типа, качества и характеристик использованных при их создании светодиодов, а также технических решений, применяемых изготовителем. Наиболее качественные образцы продаваемых на украинском рынке светодиодных ламп традиционного типа имеют энергоэффективность до 120 Лм/Вт, а лампы на основе филаментной нити – до 150 Лм/Вт.
Что такое освещенность
Обладая информацией о величине светового потока определенной лампы и размерах освещаемого помещения, можно рассчитать другой важный показатель – освещенность.
Освещенность – это световая величина, отображающая количество света, попадающее на определенный участок площади. В международной системе (СИ) единицей измерения освещенности служит люкс (лк), при этом один люкс равен одному люмену на квадратный метр. Чем больший световой поток попадает на освещаемую поверхность, тем выше уровень ее освещенности.
Человеческий глаз неспособен определить конкретное значение уровня освещенности без вспомогательных средств, поэтому, если требуется получить точную информацию, используют специальный прибор – люксметр.
Насколько ярко следует освещать помещение
Основным критерием правильной организации освещения в любой комнате является, прежде всего, удобство и комфорт людей, которые ею пользуются. Тем не менее, существуют официальные нормы, определяющие оптимальный уровень освещенности комнаты, в зависимости от ее назначения.
|
Тип помещения |
Норма освещенности (лк) |
|
Жилые комнаты, гостиные, спальни, жилые комнаты общежитий |
150 |
|
Кухни, кухни-столовые (рабочие поверхности) |
150 |
|
Детские |
200 |
|
Кабинеты, библиотеки (рабочие поверхности) |
300 |
|
Внутриквартирные коридоры, холлы, ванные комнаты, уборные, санузлы, душевые |
50 |
|
Кладовые и подсобные помещения |
30 |
|
Гардеробные |
75 |
|
Сауны, раздевалки |
100 |
|
Тренажерные залы |
150 |
|
Биллиардные (поверхность стола) |
300 |
Нормы освещенности жилых помещений согласно ДБН В.2.5-28:2018
Расчет уровня освещенности
Профессиональные расчеты уровня освещенности помещений – сложная задача. Существуют специальные методы, а также компьютерные программы (к примеру, Dialux), позволяющие архитекторам и светодизайнерам проектировать и выполнять расчеты освещения.
Компания MAXUS предлагает всем клиентам, осуществляющим покупку в фирменном интернет-магазине, возможность заказать бесплатную услугу профессионального расчета освещения. Если требуется осветить магазин, салон, кафе или другие помещения, предъявляющие высокие требования к качеству освещения, стоит заранее обратиться к специалистам и произвести необходимые расчеты. Это позволит избежать неприятных неожиданностей после завершения ремонта.
Для решения бытовых задач, к примеру, выбора подходящих для домашней люстры светодиодных ламп, приблизительный расчет можно выполнить самостоятельно.
Сделать это можно таким образом: чтобы получить приблизительное значение необходимого светового потока (для стандартной квартиры или дома с высотой потолка до 2,7 м) нужно нормативный показатель освещенности (взятый из таблицы выше) умножить на площадь помещения (м2).
Следует заметить, что в реальных условиях далеко не весь излучаемый свет достигает освещаемых поверхностей: часть света «поглощается» стенами, мебелью и полом, поэтому получившееся значение нужно дополнительно разделить на усредненный поправочный коэффициент – 0,9 для светлых помещений и 0,6 для комнат, оформленных в темной цветовой гамме.
Рассмотрим конкретный пример:
Требуется обеспечить освещение в небольшой гостиной, площадь которой составляет 12 квадратных метров, а стены и мебель – светлые. Из таблицы выясняем рекомендуемую норму освещенности для гостиных – 150 люксов, умножаем ее на 12 и делим на 0,9. Получаем 2000 люменов. Это и есть минимально необходимый световой поток, который должны давать источники основного освещения.
Если бы в рассматриваемой гостиной были темные стены и мебель, то количество люменов, необходимое для обеспечения общего освещения в ней, было бы существенно большим.
Что такое температура света и как она влияет на восприятие освещенности
Единицей измерения цветовой температуры света является Кельвин (К), при этом, чем выше значение показателя – тем более «холодным» воспринимается свет. Так температура света пламени свечи составляет около 1800 К, а обычной 100-ваттной лампы накаливания – 2800 К. Чаще всего производители светодиодных ламп выпускают свою продукцию с температурой света 3000 К (теплый, расслабляющий свет) или 4100 К (нейтральный, приближенный к дневному солнечному).
Выбирая светодиодную лампу, учитывайте, что лампа, излучающая теплый оттенок света визуально светит слабее, чем лампа с таким же световым потоком, но более холодного оттенка. Поэтому, желающим осветить комнату «теплым» светом стоит подобрать более мощные лампочки.
Подведем итоги
- При выборе светодиодного источника света обращайте особое внимание на величину светового потока, измеряемую в люменах. Чем выше это значение, тем больше света будет вырабатывать лампа.
- Еще один важный параметр – энергоэффективность, он демонстрирует уровень экономичности осветительного прибора. Средний уровень энергоэффективности светодиодных лампочек – 80-85 лм/Вт, в то же время наиболее качественные модели на основе филаментной нити способны отдать до 150 люменов за каждый ватт потребляемой энергии.
- Уровень освещенности – величина, показывающая отношение светового потока к освещаемой площади. Существуют специальные нормы, определяющие оптимальный уровень освещенности для пространств разного типа. Зная эти нормы и площадь комнаты можно произвести приблизительный расчет нужного для ее освещения светового потока. Если требуется выполнить точный расчет освещения, стоит обратиться к профессионалам.
- Кельвин – единица измерения цветовой температуры света, чем выше это значение, тем «холоднее» выглядит свет. Освещение теплого оттенка для человеческого глаза кажется менее ярким, чем холодного.
Мы надеемся, что эта статья помогла вам лучше разобраться в особенностях организации светодиодного освещения. Если у вас остались вопросы, вы можете задать их в комментариях к этой статье или позвонить по телефону нашим специалистам.
Источник: maxus.com.ua
Этап №1 расчета.
Для простого расчета необходимого числа ламп воспользуйтесь Калькулятором расчета количества ламп.
Формулой = X * Y * Z рассчитывается показатель необходимой величины светового потока (Люмен) при этом:
- X – установленная норма освещенности объекта в зависимости от типа помещения. Нормы приведены в Таблице №1,
- Y – соответствует площади помещения в квадратных метрах,
- Z – коэффициент поправки значений в зависимости от высоты потолков в помещении. При высоте потолков от 2,5 до 2,7 метра коэффициент равен единице, от 2,7 до 3 метра коэффициент соответствует 1,2; от 3 до 3,5 метров коэффициент составляет 1,5; 3,5 до 4,5 метров коэффициент равен 2.
Таблица №1 "Нормативы освещенности офисных и жилых объектов по СНиП"
Этап №2 расчета.
Получив необходимые данные о величине светового потока, мы можем вычислить необходимое количество светодиодных ламп и их мощность. В таблице №2 указаны значения мощности светодиодных ламп и соответствующие им показатели по световому потоку. Итак, делим полученное на этапе №1 значение светового потока на величину светового потока в люменах по подобранной лампе. В результате имеем нужное количество светодиодных ламп определенной мощности для помещения.
Таблица №2 "Значения светового потока светодиодных ламп разной мощности"
Пример расчета освещения.
Для примера предлагаем рассчитать количество и мощность светодиодных ламп для жилой комнаты в многоквартирном доме, размером 20 квадратных метров при высоте потолков 2,6 метра.
150 (X) * 20 (Y) * 1 (Z) = 3000 Люмен.
Теперь согласно таблице №2 подбираем лампу, которая подойдет в установленные осветительные приборы, и которыми мы хотим осветить нашу комнату. Предположим, мы берем все лампы в 10 Ватт, имеющие световой поток в 800 Люмен, то для освещения нашей комнаты такими светодиодными лампами нам потребуется не менее 3000/800=3,75 лампочек. В результате математического округления получаем 4 лампочки по 10 Ватт.
Важно помнить, что желательно в помещении добиться равномерного распределения света. Для этого лучше располагать несколькими источниками света. В случае если вы планируете создавать художественное освещение с несколькими светильниками, монтируемыми в потолок, мы советуем использовать 8 светодиодных лампочек по 5 Ватт каждая и равномерно распределить их по потолку.
Обратите внимание то за основу производимых расчетов мы взяли нормы СНиП принятые в нашей стране. Поскольку нормы эти разработаны и приняты были давно, многие наши клиенты говорят, что уровень освещения согласно этих норм для них мал и света явно недостаточно. Поэтому мы рекомендуем увеличивать эти нормы в 1,5-2 раза при этом устанавливая несколько выключателей, разделяя их по зонам помещения и по количеству светильников. Это позволит включить часть светильников и получить мягкое, не очень яркое освещение, а в случае необходимости, включить полное яркое освещение.
Источник: www.calc.ru
Что такое люмен и люкс
Любой источник света можно охарактеризовать силой излучаемого света. В международной метрической системе она измеряется в канделах (кд). Производной от канделы является величина, характеризующая непосредственно световой поток, – люмен, сокращенно – лм.
Важно: на современных лампах и изделиях со светодиодами указывается величина испускаемого ими светового потока в люменах либо значение светоотдачи в люменах на Ватт (лм/Вт).
Световая отдача в конкретных цифрах описывает эффективность преобразования электрической энергии в световую и характеризует экономичность лампы. Чтобы получить только люмены, необходимо значение в лм/Вт умножить на значение мощности изделия в ваттах. Например, светоотдача 100-ваттной лампы накаливания составляет 15 лм/Вт. Значит теоретически она испускает свет в 1500 лм. В реальности всегда происходят потери в светосиле. В первую очередь, это обусловлено материалом самой лампы.
Рассмотрение движения световых волн в пространстве неизбежно приводит к возникновению понятия освещенности, потому что свет не светит сам в себя, он всегда направлен наружу от источника и делает другие предметы видимыми для человеческого глаза. Очевидно, что при этом он падает на поверхность определенной площади, отчего она становится освещенной.
Люкс – это единица измерения освещённости. Если световой поток в 1 люмен перпендикулярно и равномерно падает на участок поверхности единичной площади (1 м²), ее освещенность составит 1 люкс.
Абсолютное значение освещенности в люксах будет всегда кратно меньше значения светового потока в люменах для каждого конкретного источника света, так как связь между этими величинами обратно пропорциональна. Чем больше освещаемая площадь, тем характеристики освещенности хуже. Так, например, лампа накаливания в 1500 лм, помещенная в непрозрачный куб с площадью грани в 1 м², строго в его центре, то есть равноудаленно от всех его сторон, будет освещать всего 6 м² (4 боковые стороны по 1 м², 1 нижняя + 1 верхняя). Значит освещенность внутри такого куба составит:
1500 лм /6 м² = 250 лк.
Теперь пусть та же самая лампочка в люстре освещает квадратную – для удобства подсчета – комнату с длиной стены в 4 м. Это будет тот же куб с площадью каждой грани в 16 м², а общая площадь составит 96 м². При этом для чистоты подсчета лампочку следует подвесить в центре комнаты на отметке в 2 м от пола и потолка. Тогда освещенность в каждой точке комнаты составила бы:
1500 лм/96 м² = 15,625 лк.
На практике так никто не делает, максимальная длина подвеса люстры составляет всего 0,5 м. Ориентируясь на визуальные ощущения, человек почувствует, что непосредственно под лампочкой света больше, чем в углах комнаты, а лучше всего освещена небольшая площадь на потолке в месте крепления светильника при условии, что его конструкция открыта сверху.
В быту, кроме светосилы, на освещенность поверхности влияют следующие факторы:
- расстояние до источника света;
- расположение источника света;
- его форма;
- угол падения света (поворот и наклон цоколей);
- кривизна самой поверхности;
- изменение пространственных характеристик;
- отражающие свойства поверхности (например, черную бархатную поверхность и зеркала следует освещать по-разному).
Поэтому на практике теоретические подсчеты бесполезны, и для измерения освещенности пользуются люксметром.
Как перевести люксы в люмены
Однако, если известно нужное значение освещенности в люксах и площадь освещаемой поверхности, можно подсчитать требуемую величину светового потока в люменах. При этом следует понимать, что подсчет будет выполнен со многими допущениями, так как приблизить условия его выполнения к физически идеальным не представляется возможным. При подсчете следует принять, что:
- источник света располагается в центре;
- освещенность равномерна на всей площади, что практически невозможно;
- на всю площадь поверхности свет падает под одинаковым углом;
- поверхность освещается изнутри мысленной сферы, предполагаемой вокруг источника.
Важно! Практическая формулировка этой задачи звучит намного проще: есть норма освещенности в люксах для конкретного помещения, например, для офиса – 300 лк. Сколько светильников нужно разместить, чтобы её соблюсти? Для этого сначала вычисляется требуемое значение в люменах. Неизбежная неравномерность в освещенности может быть скорректирована дополнительной подсветкой.
Для того, чтобы получить значение в люменах, нужно норму в люксах умножить на значение площади, нуждающейся в освещении.
Пример: Пусть офис при норме в 300 лк имеет длину стен 10 метров, а высоту потолка – 4 метра. Требуется подсчитать минимальное количество люменов, необходимое для соблюдения норматива.
Площадь пола и потолка составит: 10 х 10 = 100 м².
Площадь каждой стены: 4 х 10 = 40 м².
Теоретически с допущением на равномерное освещение и расположение источника, равноудаленного от всех точек поверхности, задача решается так:
300 лк х (4 х 40 + 100 + 100) м² = 300 х 360 = 108 000 лм.
Если это астрономическое значение “перевести” в обычные 100-ваттные лампы накаливания, то потребуется всего лишь… 72 штуки.
Практический подход будет другим. Совершенно не нужно освещать потолок – рабочие места сотрудников находятся внизу. Более того, конструкция многих потолочных светильников делает невозможным распространение света вверх. Значит из вычислений нужно убрать площадь потолка:
300 лк х 260 м² = 78 000 лм.
Современные потолочные светильники со светодиодами могут выдавать 5000 люменов. Соответственно их потребуется 16 штук (78 000/5000) с округлением до целого числа.
Это количество можно снизить. Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 замер освещенности производится над рабочей поверхностью, а также в контрольных точках, удаленных от стен и световых проемов на 1 м. Достаточно разместить осветительные приборы над рабочими местами сотрудников. Математически уменьшив геометрические характеристики пола на 1 м с каждой стороны, получим:
300 лк х (160 + 64)м² = 300 х 224 = 67200 лм.
Что в потолочных светильниках составит: 14 штук с округлением до целого числа.
Значения люменов для разных осветительных приборов
Современные требования к упаковке осветительных приборов обязывают доводить до потребителя их технические характеристики в полном объеме. Поэтому найти значение в люменах под сокращением “лм” или “lm” будет просто. Например:
- лампа накаливания 100 Вт – 1300-1500 лм;
- лампа накаливания 60 Вт “General Electric” – 660 лм;
- лампа энергосберегающая “NetHaus”, галогеновая 13 Вт – 250 лм;
- лампа светодиодная (LED) “Gauss Elementary” 12 Вт “как на 100 Вт” – 1130 лм;
- лампа светодиодная (LED) “Gauss Elementary” 6 Вт “как на 60 Вт”- 420 лм;
- светодиодный светильник Elektrostandard LTB0201D 60 см 18В – 1200 лм;
- настольная светодиодная лампа Maytoni Nastro, 15 Вт – 900 лм;
- офисный светильник TL-ЭКО на светодиодах 48,5 Вт – 4530 лм (итоговый световой поток после всех потерь).
Как видно из отношения светового потока к мощности устройства, светодиодные осветительные приборы являются самыми экономичными и эффективными на световую отдачу.
Внимание! Так как с 1 января 2020 года в РФ запрещены все компактные, трубчатые и промышленные люминесцентные лампы, содержащие ртуть и другие опасные металлы, они в список не вошли.
Нормы освещенности
Санитарными правилами СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 зарегламентирована средняя освещенность зданий, сооружений и учреждений различного назначения, а также освещенность вокзалов, дорог, пешеходных переходов, парков и стадионов.
Нормативы на искусственное освещение в жилых помещениях следующие:
- рабочий кабинет – 300 лк;
- детская комната – 200 лк;
- жилые комнаты и кухня – 150 лк;
- гардеробная – 75 лк;
- санузел и ванная – 50 лк;
- коридор – 50 лк;
- кладовая – 30 лк.
Однако в большинстве случаев освещенность комнат и жилых зон подбирается на основании личных предпочтений самих жильцов, а следование нормативности осуществляется лишь применительно к производственным и рабочим помещениям.
В качестве выводов стоит запомнить следующее:
- Численное значение светового потока указывается на упаковке осветительного изделия в люменах.
- Чтобы получить величину освещенности в люксах, его нужно разделить на значение площади, которую требуется осветить, выраженную в кв. метрах.
- На освещенность любого типа помещения существуют санитарные нормы.
- Самыми экономичными и эффективными на световую отдачу являются светодиодные (LED) лампы.
Источник: odinelectric.ru
Нормы освещенности. Что это такое?
От того, для какой цели будет использоваться помещение, зависит и то, сколько нужно для этого света. Очевидно, что на рабочем месте должно быть больше света, чем в небольшой кладовой комнате.
Как, что и каким образом должно освещаться, определяют несколько правовых документов. Главный среди них – СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».
По нему проводят все расчеты при проектировании освещенности жилых помещений, образовательных учреждений, предприятий, витрин аптек и магазинов, вокзалов, парков, улиц и т. д.
Нормы освещения указываются в Люксах (Лк). Один Люкс соответствует одному люмену на квадратный метр. Для разных помещений есть свои нормы, которые указывают необходимое количество света. Они зависят от рабочей поверхности. В классе, например, это высота парты, в лифте – пол и т. д.
Как уже говорилось выше, при расчете количества света также учитывают характер процессов, которые будут выполнять в той или иной комнате, как часто и как долго. Для жилых помещений разработаны следующие нормы освещенности.
Как правильно рассчитать освещенность комнаты
Создавая проект освещенности жилого дома, зачастую руководствуются не какими-то строгими нормами, а личными ощущениями. Источники света размещают так, чтобы было достаточно светло, уютно и комфортно. Специалисты считают, что этот способ не всегда верен и лучше следовать нормам.
Но если вы все же решились настроить освещение самостоятельно, то есть несколько способов, которые помогут сделать это правильно.
Способ №1. Установить столько источников света, чтобы глазам было комфортно, – не тускло и не ярко. Чтобы придерживаться хоть каких-то расчетов, можно воспользоваться нехитрой формулой: на 1 кв. м – одна лампочка мощностью 25 Вт.
Способ № 2. Воспользоваться таблицей, в которой есть нормы освещенности в ваттах для жилых помещений. Ищете нужное помещение, норму для него и умножаете ее на количество квадратных метров.
Эта таблица подходит, если вы воспользуетесь обычными лампочками. Если выберете галогенные или люминесцентные, то учтите, что первые при такой же мощности дают в 1,5 больше света, а вторые – в 5 раз.
Например, вы посчитали, сколько нужно лампочек в спальню площадью 20 м2. Тогда 12 Вт/м2 умножаем на площадь и получаем 240 Вт. То есть для полноценного освещения вам нужно купить, как минимум, две лампы мощностью 100 и 150 ватт.
Если используем галогенные лампы, то 240 Вт делим на 1,5. Выходит 160 Вт. Значит, вам нужны три галогенные лампочки: две мощностью 50 Вт и одна – мощностью 60 Вт. По такому же принципу считают количество люминесцентных ламп. Делайте расчеты «с запасом», если декор и интерьер помещения выполнены в темных тонах.
В качестве осветительных приборов можно использовать люстры, как основной источник света, и торшеры, бра, настольные лампы – как дополнительный. Вы можете «распределять» между разными приборами лампочки разной мощности. Главное, чтобы освещение при этом было равномерным.
Способ №3. Подходит для расчета освещенности, если используются светодиодные лампы. Сначала вычисляют величину светового потока (в люменах, Лм), затем определяют количество светодиодных ламп.
Люмены считают так: норма освещенности (в Люксах), площадь помещения и коэффициент, зависящий от высоты потолка (от 2,5 до 2,7 метра; от 1,2 до 2,7–3 метров; от 1,5 до 3–3,5 метра; от 2 до 3,5–4 метров).
Далее, пользуясь таблицей, количество люмен делим на количество соответствующих ватт светодиодной лампы. В итоге определяем, сколько нужно светодиодных ламп.
Источник: beg-russia.ru