Метод коэффициента использования
Метод коэффициента использования — самый распространённый способ расчёта общего равномерного освещения. Он позволяет определить количество светильников для достижения нормируемой освещённости.
Основная формула
N = (E × S × Kз) / (Ф × η × n)
Где:
- N — количество светильников, шт
- E — нормируемая освещённость, лк
- S — площадь помещения, м²
- Kз — коэффициент запаса (1.4-1.8)
- Ф — световой поток одного светильника, лм
- η — коэффициент использования (0.4-0.7)
- n — количество ламп в светильнике
Упрощение
Для LED-светильников n = 1, так как светодиодный модуль считается одним источником.
Пошаговый алгоритм расчёта
Шаг 1: Определите нормируемую освещённость
По СП 52.13330 для разных помещений:
| Тип помещения | Освещённость E, лк |
|---|---|
| Офис, работа с ПК | 400 |
| Офис, общие зоны | 300 |
| Склад | 100-200 |
| Производство (IV разряд) | 300 |
| Производство (II разряд) | 750 |
Шаг 2: Рассчитайте площадь помещения
S = a × b
Где a и b — длина и ширина помещения в метрах.
Шаг 3: Выберите коэффициент запаса
| Условия | Kз для LED |
|---|---|
| Чистые помещения (офисы) | 1.4 |
| Умеренная запылённость | 1.5 |
| Пыльные производства | 1.7-2.0 |
Шаг 4: Определите коэффициент использования
Коэффициент использования зависит от:
- Индекса помещения (i)
- Коэффициентов отражения поверхностей
- Типа светильника
Расчёт индекса помещения
i = S / (h × (a + b))
Где:
- S — площадь, м²
- h — расчётная высота (от светильника до рабочей поверхности), м
- a, b — длина и ширина, м
Таблица коэффициентов использования
| Индекс i | η (светлая отделка) | η (тёмная отделка) |
|---|---|---|
| 0.5 | 0.28 | 0.22 |
| 0.75 | 0.37 | 0.30 |
| 1.0 | 0.44 | 0.36 |
| 1.25 | 0.49 | 0.41 |
| 1.5 | 0.53 | 0.45 |
| 2.0 | 0.59 | 0.51 |
| 2.5 | 0.63 | 0.55 |
| 3.0 | 0.66 | 0.58 |
Важно
Таблица приведена для светильников с косинусным светораспределением (угол 120°). Для узконаправленных светильников (60-90°) коэффициент ниже.
Шаг 5: Выполните расчёт
Подставьте все значения в формулу и округлите результат в большую сторону.
Примеры расчётов
Пример 1: Офис open-space
Исходные данные:
- Размеры: 20 × 15 м (S = 300 м²)
- Высота потолка: 3 м
- Высота рабочей поверхности: 0.8 м
- Отделка: светлый потолок, светлые стены
- Светильник: панель LED 40 Вт, 4000 лм
- Норма освещённости: 400 лк
Расчёт:
- Расчётная высота: h = 3 - 0.8 = 2.2 м
- Индекс помещения: i = 300 / (2.2 × (20 + 15)) = 300 / 77 = 3.9 → берём η = 0.68
- Коэффициент запаса: Kз = 1.4 (чистое помещение, LED)
N = (400 × 300 × 1.4) / (4000 × 0.68)
N = 168 000 / 2 720
N = 61.8 → 62 светильника
Размещение: 8 рядов по 8 светильников = 64 шт (с небольшим запасом)
Пример 2: Склад
Исходные данные:
- Размеры: 40 × 25 м (S = 1000 м²)
- Высота потолка: 8 м
- Высота стеллажей: 6 м (рабочая поверхность)
- Отделка: светлый потолок, серые стены
- Светильник: промышленный LED 150 Вт, 20 000 лм
- Норма освещённости: 150 лк
Расчёт:
- Расчётная высота: h = 8 - 6 = 2 м (от светильника до верха стеллажей)
- Индекс помещения: i = 1000 / (2 × (40 + 25)) = 1000 / 130 = 7.7 → η = 0.72
- Коэффициент запаса: Kз = 1.5
N = (150 × 1000 × 1.5) / (20 000 × 0.72)
N = 225 000 / 14 400
N = 15.6 → 16 светильников
Размещение: 4 ряда по 4 светильника = 16 шт
Пример 3: Производственный цех
Исходные данные:
- Размеры: 30 × 20 м (S = 600 м²)
- Высота потолка: 6 м
- Высота рабочих столов: 1 м
- Разряд зрительных работ: IVб
- Светильник: промышленный LED 100 Вт, 14 000 лм
Расчёт:
- Норма освещённости для IVб: E = 300 лк
- Расчётная высота: h = 6 - 1 = 5 м
- Индекс помещения: i = 600 / (5 × (30 + 20)) = 600 / 250 = 2.4 → η = 0.62
- Коэффициент запаса: Kз = 1.6 (умеренная запылённость)
N = (300 × 600 × 1.6) / (14 000 × 0.62)
N = 288 000 / 8 680
N = 33.2 → 34 светильника
Размещение: 6 рядов по 6 светильников = 36 шт
Проверка равномерности
После определения количества проверьте равномерность размещения:
Максимальное расстояние между светильниками
L ≤ h × λ
Где:
- L — расстояние между светильниками, м
- h — расчётная высота, м
- λ — относительное расстояние (зависит от КСС)
| Тип светильника | λ |
|---|---|
| Широкое излучение (120°) | 1.6-2.0 |
| Среднее излучение (90°) | 1.2-1.6 |
| Узкое излучение (60°) | 0.8-1.2 |
Пример проверки
Для офиса из примера 1:
- Расчётная высота: h = 2.2 м
- Светильники с широким излучением: λ = 1.8
- Максимальное расстояние: L = 2.2 × 1.8 = 4.0 м
При размещении 8×8 на площади 20×15 м:
- Расстояние по длине: 20 / 8 = 2.5 м ✓
- Расстояние по ширине: 15 / 8 = 1.9 м ✓
Ограничения метода
Когда метод не подходит
-
Локальное освещение — метод работает только для общего равномерного освещения
-
Сложная геометрия — Г-образные, многоуровневые помещения требуют разбиения на зоны
-
Точное моделирование — для расчёта освещённости в конкретных точках нужен точечный метод
-
Учёт КСС — метод не учитывает конкретную форму светового пучка светильника
3D калькулятор для точного расчёта
Наш 3D калькулятор использует точечный метод и даёт:
- Визуализацию освещённости в каждой точке
- Учёт реальной КСС светильника (IES-файлы)
- Расчёт UGR (показатель дискомфорта)
- Оптимизацию размещения светильников
- Экспорт результатов по ГОСТ
Заключение
Метод коэффициента использования — простой способ оценить количество светильников:
- Определите норму освещённости по СП 52.13330
- Рассчитайте индекс помещения
- Найдите коэффициент использования по таблице
- Примените формулу N = (E × S × Kз) / (Ф × η)
- Проверьте равномерность размещения
Для точного проектирования используйте 3D калькулятор с расчётом по точечному методу.