Как найти освещенность комнаты

Разбираемся с программами и нормативами для квартир — сколько надо лампочек, чтобы света было достаточно?

Освещенность в каждом помещении дома должна быть оптимальной: чтоб не светило ярко, но и при этом чтоб не нужно было «щурится». В зависимости от размера и высоты комнаты, нужно брать разное количество лампочек разной мощности. В этой статье мы расскажем, как можно рассчитать по формулам освещенность любого помещения, даже производственного.
Расчет производится в два этапа: расчет освещенности помещения и расчет количества светодиодных ламп.

Расчет освещенности комнаты

В России освещенность помещения регулируется согласно СНИП (Строительные Нормы и Правила). В таблице ниже приведена норма освещенности каждого жилого и производственного помещения согласно СНИП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». Освещенность указывается в люксах. То есть показано, сколько люксов необходимо на 1 м² комнаты или офиса.

Если матчасть знакома: коэффициенты поглощения и отражения света, индекс цветопередачи, почему высота потолка ― это важно и т. д., то сразу переходите к пункту 5. Там мы собрали быстрые способы расчета освещенности. Если незнакомые слова все же встретились, то потратьте 30 минут на знакомство с темой сейчас, чтобы не потратить сверх бюджета на ремонт потом. 

Почему это важно? Не говоря уже о том, что тусклый свет портит зрение, а слишком яркий нервирует, освещение ― это еще и вдохновитель пространства. Представьте, вы две недели выбираете диван определенного алебастрового оттенка. Еще две недели ждете доставку, потому что на складе такого дивана, разумеется, нет. Наконец, диван дома. Вы доводите последние штрихи: вкручиваете лампочку в торшер возле дивана, включаете его. И тут ваш алебастровый диван превращается в пятно цвета грязной лужи.

Шаг 1. План освещения

Лист бумаги, ручка и примерный план, где и как будет стоять (или уже стоит) мебель ― достаточно для плана освещения. Начните с того, что в каждой комнате должно быть три вида освещения: 

1. общее ― равномерно освещает все пространство. 
2. рабочее ― над рабочей поверхностью, столом и т. д. С таким светом не нужно щуриться, когда моешь посуду или режешь овощи. 
3. декоративное ― подсветка карнизов, ступеней и т. д. Такой свет делает атмосферу в пространстве.

Теперь вопрос, почему именно 3 вида ― разве одной люстры в центре мало. Возьмем например, гостиную, место многофункциональное ― кто-то читает книжку, кто-то собирает лего, а кто-то моет пол. Это все разные сценарии освещения. 

Теперь вернемся к одной люстре в центре комнаты ― ни в одном случае этого света не хватит. Люстра подсветит центр гостиной, но при этом создаст тени в углах, особенно если гостиная большая. При любом сценарии все будут щуриться и напрягать зрение. А если заранее нарисовать примерный план, станет понятно, что у вольтеровского кресла нужно поставить торшер (рабочее освещение), потому что в нем обычно проводят время за книгой. Над журнальным столиком собирают лего ― значит тоже нужна акцентная люстра. Сценариев множество.

Тут же нужно помнить, что такие сценарии освещения у каждого свои в зависимости от образа жизни. Возможно, вам хватит только встроенных светильников и торшера. Но в любом случае продуманный план освещения перед походом в магазин поможет понять,  где конкретно в вашем случае нужен свет, где его будет мало или наоборот много и т. д.

Шаг 2. Коэффициент поглощения света (анализ интерьера)

Оранжевый, красный, темно-коричневый и черный цвета поглощают свет. Так, если в интерьере синие стены, серая половая доска, красный яркий диван, то высчитывая необходимое кол-во света ― закладывайте коэффициент поглощения света. Как его применять в формуле рассказали в пункте 5. Если без формулы, то предусмотрите в таком помещении на парочку светильников больше и торшер про запас.

Шаг 3. Характеристики на упаковках ламп

Цветовая температура света ― K

Для глаз приятнее всего значение от 2600 до 3600 К (тепло-белый свет). Такая температура подойдет для общего освещения. А показатель от 3600 до 5500 K (нейтрально-белый свет) подойдет для функционального света, например, над рабочей поверхностью. Все, что более 6600 К ― очень холодное освещение и чаще используется для офисов.

Люмены, люксы и ватт ― Лм, Лк, Вт

Сначала разберемся в чем разница.

Теперь подробнее, чем отличаются Люксы от Люменов? Грубо говоря, 100 люменов направленных на 1 кв.м. будут равны 100 люксам, в то время как 100 люменов направленных на 10 кв.м. будут равны 10 люксам. Другими словами ― поверхность освещенности (Лк) с увеличением площади становится меньше, в то время как яркость света (Лм) остается неизменной.

Индекс цветопередачи ― Ra или CRI

Эта величина на упаковке лампочки характеризует настолько точно освещаемый предмет будет сохранять свои естественные оттенки. Чем ниже это значение, тем хуже цветопередача. Например, ваш алебастровый диван с цветопередачей Ra ― 52 будет смотреться блеклым пятном. Также для наглядности, вспомните парковку в ночное время ― все машины кажутся серыми, потому что цветопередача лампочек в фонарях низкая.

Индекс энергоэффективности ламп ― A-G

Этот показатель поможет снизить расходы на электричество. 

Всего существует 7 классов энергоэффективности: «A», «B», «C», «D», «E», «F», «G».

Самый высокий класс – это «А», самый низкий – «G».

Класс «А» и «В» ― это энергосберегающие, люминесцентные, а также светодиодные лампы. 

Класс «C» и «D» ― галогенные лампы. 

Класс «E», «F», «G» ― лампы накаливания. 

Тут важно понимать, что лампа накаливания ― самая дешевая из всех (от 42 рублей), но живет она всего 1000 часов. В то время как светодиодная в 3 раза дороже (от 250 рублей), зато срок службы у нее 50000 часов.

Шаг 4. Нормы освещенности жилых помещений

Существует стандарт по нормам освещенности в жилых и нежилых помещениях ― СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». Нормы освещенности указываются в Люксах (Лк). Эти нормы понадобятся нам в след. пункте для расчета освещенности.

Шаг 5. Расчет освещенности

Самостоятельный расчет освещенности ― это всегда примерная цифра. Нюансов в этом деле много: форма помещения, высота потолка, цвет интерьера, зонирование пространства светом, личное восприятие, тип выбранных светильников и т. д. Так, покупая лампочки или светильники лучше перестрахуйтесь и уточните правильность расчетов у консультанта в магазине. И не забудьте взять с собой план комнаты и примерный план освещения в ней. 

Про самостоятельный расчет освещения по площади комнаты мы рассказали в нашем материале о люстрах (см. пункт 3). Там же вы найдете информацию, как пересчитать количество ламп накаливания на галогенные и люминесцентные лампы.

Быстрая прикидка «на глаз»

Способ 1. Если комната стандартная по размерах и зонированию, а потолки привычные 2,7 м, то используйте примерную формулу ― на 1 кв. м – одна лампочка мощностью 25 Вт. Практика показывает такая формула дает нормальную степень освещенности ― не тускло и не ярко. 

Способ 2. Консультанты в магазинах светотехники советуют рассчитывать освещенность комнаты с учетом 400-500 люмен на квадратный метр. Так, если гостиная занимает 15 кв.м умножаем площадь на 500 и получаем 7500 Лм. Теперь берем лампочку, например, на 1247 люменов делим это значение: 7500/1247 и получаем примерно 6 светильников. Именно столько нужно, чтобы в комнате 15 кв.м было комфортно. 

Коэффициент поглощения света и погрешности в таких способах закладывайте в количество светильников. Например, 6 светильников по 1247 люменов нужно комнате, чтобы ее осветить. Значит, добавьте еще пару бра или торшер. 

Однако, если хочется более вдумчивого подхода, то воспользуйтесь калькулятором ниже.

Онлайн-калькулятор для расчета общей освещенности в комнате

В видео мастер-классе разбор и ссылка на онлайн-калькулятор, который рассчитает примерную освещенность по нормам освещенности в Люкс. Подробную текстовую инструкцию, как пользоваться калькулятором оставили ниже.

• В поле длина и ширина укажите соответствующие параметры комнаты, в которой вы рассчитываете освещенность.
• Затем укажите точную высоту потолка. Это важно ведь высокие потолки «съедают» свет, поэтому мощность лампочек увеличивается на 1,5 раза от рекомендуемой стандартной мощности.
• Рабочая поверхность ― это поверхность, до которой вам важно, чтобы доходил свет. Для дивана, кресла, журнального столика стандартную величину ― 0,8 можно не менять.
• Коэффициент отражение ― это то насколько поверхности в интерьере отражают или, наоборот, поглощают свет. Например, для интерьера с белым потолком, серым стенами и темным полом выбирайте среднее значение ― 70 50 20. Для очень светлого интерьера ― белый потолок, светлые стены и слегка серый пол подойдет ― 80 80 30. В комнате с полностью темных интерьеров ― 30 30 10.
• Коэффициент запаса ― это, грубо говоря, закладка погрешностей. Например, в комнате маленькое окно или сомневаетесь в коэффициенте отражения ― заложите 1,4.
• Уровень освещенности ― это как раз нормы СНиП в люксах. Для гостиной, например, закладывайте 150 ― 250. Зависит также от вашего восприятия. 
• Дальше в правом верхнем углу нажимайте «+» и выбирайте тип освещения. Удобнее всего мерить освещенность в светодиодной ленте. Поэтому выбираем интерьерное освещение, затем светодиодную ленту, стандартная модель для жилого помещения по всем характеристикам ―  LED STRIP FLEXLINE 98/10.0/1050 3000K. 

Если открыть эту светодиодную модель в отдельной вкладке, то можно увидеть, что 1 метр этой ленты дает 1050 лм. Нажимаем «рассчитать». Т.е. если калькулятор посчитает, что таких светодиодных лент нам нужно 7, то 7*1000=7000 Лм необходимо чтобы осветить наше пространство. Отсюда подбираем кол-во лампочек и светильников под кол-во Лм.

Расчет освещенности помещений врукопашную

Постараюсь очень кратко и просто изложить метод ручного расчета освещения в помещениях, которому меня научили на курсе «Расчет освещения» школы светодизайна LiDS.

Какой должна быть освещенность
При планировании освещения, в первую очередь нужно определить соответствующую нормам целевую освещенность и посчитать общий световой поток, который должны давать светильники в помещении.
С нормативами определиться просто – либо ищем свой тип помещения в таблицах СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» и СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение», либо соглашаемся с основным требованием по освещенности жилых помещений – 150лк или офисных помещений с компьютерами – 400лк.

Грубая оценка необходимого светового потока
По умолчанию расчет освещенности делается в программе Dialux. Но результат хотя бы приблизительно нужно знать заранее, чтобы сверить данные с оценкой «на глазок».
Как написано даже в Википедии, средняя освещенность поверхности — это отношение падающего на нее светового потока к площади. Но в реальном помещении часть светового потока светильника рабочих плоскостей не достигает, пропадая на стенах. Освещенность в помещении – это отношение общего светового потока светильников к площади помещения с поправочным коэффициентом «η».

Долю света «η», который доходит до рабочих поверхностей, можно оценить на глазок. В самом общем приближении для некоего очень среднего помещения с какими-то там светильниками до рабочих поверхностей доходит примерно половина света, а значит для очень грубой оценки можно использовать коэффициент η = 0,5.
Например, в комнате площадью 20м² светильник со световым потоком 700лм (эквивалент лампы накаливания 60Вт) создаст освещенность Е = 0,5 × 700лм / 20м² = 18лк. А это значит, что для достижения норматива в 150лк, нужно F = 700лм × (150лк / 18лк) =5800лм, или эквивалент 8-ми лампочек накаливания по 60Вт!
(Полкиловатта ламп накаливания на небольшую комнату! Понятно, почему нормы освещенности для жилых помещений гораздо ниже, чем для учреждений, и почему учреждения уже давно никто лампами накаливания не освещает.)

Более точный метод ручного расчета
Но так как помещения бывают с разными стенами, разной формы, с высокими или низкими потолками, поправочный коэффициент не обязательно равен 0,5 и для каждого случая свой: на практике, от 0,1 до 0,9. При том, что разница между η = 0,3 и η = 0,6 уже означает разбег результатов в два раза.
Точное значение η нужно брать из таблиц коэффициента использования светового потока, разработанных еще в СССР. В полном виде с пояснениями таблицы привожу в отдельном документе. Здесь же воспользуемся выдержкой из таблиц для самого популярного случая. Для стандартного светлого помещения с коэффициентами отражения потолка стен и пола в 70%, 50%, 30%. И для смонтированных на потолок светильников, которые светят под себя и немного вбок (то есть имеют стандартную, так называемую, «косинусную» кривую силы света).

Табл. 1 Коэффициенты использования светового потока для потолочных светильников с косинусной диаграммой в комнате с коэффициентами отражения потолка, стен и пола – 70%, 50% и 30% соответственно.

В левой колонке таблицы указан индекс помещения, который считается по формуле:

, где S — площадь помещения в м², A и B — длина и ширина помещения, h — расстояние между светильником и горизонтальной поверхностью, на которой рассчитываем освещенность.
Если нас интересует средняя освещенность рабочих поверхностей (стола) в комнате площадью 20м² со стенами 4м и 5м, и высоте подвеса светильника над столами 2м, индекс помещения будет равен i = 20м² / ( ( 4м + 5м ) × 2,0м ) = 1,1. Удостоверившись, что помещение и лампы соответствуют указанным в подписи к таблице, получаем коэффициент использования светового потока – 46%. Множитель η = 0,46 очень близок к предположенному навскидку η = 0,5. Средняя освещенность рабочих поверхностей при общем световом потоке 700лм составит 16лк, а для достижения целевых 150лк, потребуется F = 700лм × ( 150лк / 16лк ) = 6500лм.
Но если бы потолки в комнате были выше на полметра, а комната была не «светлым», а «стандартным» помещением с коэффициентами отражения потолка, стен и пола 50%, 30% и 10%, коэффициент использования светового потока η составил бы (см. расширенную версию таблицы) η = 0,23, и освещенность была бы ровно вдвое меньше!

Проверяем расчеты в диалюксе
Построим в диалюксе комнату 4 × 5м, высотой 2,8м, с высотой рабочих поверхностей 0,8м и теми же коэффициентами отражения, что и при ручном счете. И повесим 9шт мелких светильников с классической косинусной диаграммой по 720лм каждый (6480лм на круг).

Рис. 1 Взятый для примера светильник Philips BWG201 со световым потоком 720лм, и его классическое «косинусное» светораспределение

Получится ли у нас средняя освещенность рабочих поверхностей в 150лк, как мы оценили вручную? Да, результат расчета в Dialux – 143лк (см. рис2), а в пустой комнате без мебели и человеческой фигуры – 149лк. В светотехнике же значения, различающиеся менее чем на 10% считаются совпадающими.

Рис. 2 Результат расчета в диалюксе – средняя освещенность рабочей поверхности (при коэффициенте запаса 1,0) составила 143лк, что соответствует целевому значению 150лк.

Рис. 3 Красивые картинки, в которые верят люди.

Заключение:
На грубую оценку примитивным методом по формуле E = 0.5 × F / S потребуется 1 минута времени, на уточнение коэффициента использования по таблицам – еще 3 минуты, на проект в диалюксе после некоторого обучения – около 20 минут и еще 20 минут, если хочется «навести красоту». Диалюкс выдает очень красивые картинки (см. рис. 3), которые стоят потраченного труда, потому что в них верят люди. Но по соотношению эффективности и трудозатрат оценка освещенности врукопашную вне конкуренции. Ручной счет прост, надежен и эффективен как саперная лопатка, дает уверенность и понимание.

• Сравнение⁰
• Закладки⁰
• Личный кабинет