Расчет освещения производственных помещений

Как мы создаем проекты освещения и чем они полезны для клиентов

Для комфортного освещения нужно учесть ряд факторов. Например, для складов: высоту и планировку, цвет стен, конфигурацию стеллажей и многое другое. Все эти требования и особенности приведены в СП 52.13330.2016 «ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ». Поэтому многие обращаются к нам не только за покупкой светильников, а заказывают целый светотехнический проект. Это бесплатно и быстро — буквально в течение дня получаете файл с проектом расчета. К тому же специалист знает, что использовать для складов и производства, а что — для офисов.

В статье на примере освещения склада разберемся, что мы учитываем в светотехническом расчете и как интерпретировать эти данные.

Упрощенный расчет

Упрощенный расчет можно сделать самому — это поможет понять примерный бюджет, который потребуется на освещение. Для этого нужно понять, какая потребуется модель светильника и какое количество. 

Модель светильника можно выбрать, руководствуясь правилом: «1000 лм на 1 метр высоты». Допустим, если мы хотим смонтировать светильник на высоте 5 метров, то выбирать нужно светильник со световым потоком не менее 5000 лм. Дополнительно стоит учитывать мощность и светоотдачу, чтобы не переплачивать за электроэнергию — об этом мы уже писали в предыдущей статье.

А чтобы рассчитать количество светильников, нужно выполнить три шага:

  1. Определить из таблицы 4.1 Свода правил, какая требуется освещенность для данного типа помещения. Например, на складе нужно просто осветить проход между стеллажами — для этого потребуется освещенность 200 лк. Подробнее про термины освещенности и светового потока мы рассказывали в предыдущей статье.
  2. Умножим требуемую освещенность на общую площадь помещения. Если склад имеет площадь 500 м2, то получим:

Eсум= E * S = 200 * 500 = 100 000 лк

  1. Осталось общую освещенность помещения разделить на световой поток каждого светильника и коэффициент эксплуатации. Этот коэффициент показывает, на сколько снижается световой поток из-за запыленности помещения — его можно найти в таблице 4.3 СП 52.13330.2016. Например, для сборочных или технических цехов:

Значение запыленности

Коэффициент эксплуатации

свыше 5 мг/м3 (высокая запыленность)

0,5 - 0,63

от 1 до 5 мг/м3 (средняя запыленность)

0,56 - 0,63

менее 1 мг/м3 (малая запыленность)

0,67 - 0,71

Допустим, что помещение достаточно запыленное или светильники никогда не протирают от пыли — тогда можно с запасом принять коэффициент 0,5. В результате получим примерное количество светильников:

N= Eсум / (F * K) = 100 000 / (5 000 * 0,5) = 40 штук

Однако это примитивный метод, который не учитывает коэффициент отражения, реальное расположение оборудования и стеллажей и многое другое. Поэтому на практике в каких-то зонах освещенности может не хватать, а где-то наоборот — получатся засветы. Правильнее заказать бесплатный расчет у специалистов в специализированной программе.

Полный расчет

Для расчета используем программное обеспечение Dialux 4.13 и Dialux EVO. В нем учитываются большинство факторов, которые влияют на освещенность. В результате получаем полезные данные для конкретного помещения: например, «тепловую» визуализацию прямо на плане. 

«Тепловая» визуализация освещенности на плане реального помещения «Тепловая» визуализация освещенности на плане реального помещения -2
«Тепловая» визуализация освещенности на плане реального помещения

Для того чтобы провести расчет, нужно знать три момента:

  1. Назначение помещения. Именно от этого зависят требования по освещенности рабочего места, выбор коэффициента эксплуатации, удельной установленной мощности и так далее. Например, требования для производственных и складских зданий можно посмотреть в разделе 7.2 Свода правил.
  2. Высота и площадь. Данные по высоте и площади заносятся в программу и позволяют узнать требуемую модель светильника, а также рассчитать общее количество светильников. При этом сразу учитываются нормы освещенности, которые зависят от назначения помещения. 
  3. Планировка. От расположения оборудования и стеллажей зависит, где конкретно будут располагаться светильники, а также потребуется ли линзованная оптика. Например, если нужно освещать узкое пространство между высокими стеллажами паллетного хранения, то правильнее сделать свет более сфокусированным. Для этого вместо стандартного угла кривой силы света (КСС) 120о лучше выбрать угол 60о или 90о. Все эти данные мы получаем в программе автоматически — простого расчета «на коленках» для этого не хватит. 

Когда расчет в программе готов, мы передаем файл с проектом клиенту. Однако внутри все может показаться достаточно сложным: таблицы, графики и диаграммы нужно как-то интерпретировать.

Как «читать» проект

Для наглядности возьмем реальный проект расчета для складского помещения. Вот изначальная задача, с которой обратился клиент:

Прошу предоставить расчёт и подбор необходимого количества светильников для склада (план прилагается). Высота 10 м. Стеллажи от пола 4,5 м, светильники будут крепиться на высоте 6 м. На стеллажах будет работать комплектовщик/сортировщик товара. Нужно 300 лм на поверхности пола.

Разберем по шагам из примера выше, какая информация в расчете будет полезна и на что обращать внимание.

Ведомость светильников. В ней указывается, какая конкретно нужна модель светильников и какое количество потребуется. Этой информации уже хватает, чтобы оценить бюджет проекта. Причем все зависит от задачи: в некоторых случаях лучше подойдут несколько разных моделей светильников. В этом примере используется одна модель

50 шт.

VECTOR ECO-80 FS2 LED

№ изделия: ECO-80 FS2

Световой поток (Светильник): 9200 lm Световой поток (Лампы): 9200 lm 

Мощность светильников: 80.0 W 

Классификация светильников по CIE: 100 CIE Flux Code: 45 79 97 100 100

Комплектация: 1 x LED module (Поправочный коэффициент 1.000).

Пример из проекта: ведомость светильника VECTOR ECO-80 FS2 LED

Паспорт светильника. Здесь приводятся КСС на все светильники из проекта. В нашем случае — с косинусной КСС с углом 120о, без линзованной оптики. Но если бы между стеллажами нужен был более сфокусированный свет, то часть светильников имела бы более глубокую КСС в 60о или 90о.

«Тепловая» визуализация освещенности на плане реального помещения
Пример из проекта: КСС из паспорта светильника VECTOR ECO-80 FS2 LED

Освещенность помещения в «изолиниях». Приводится план помещения, на котором уже показаны зоны разной освещенности и реальное расположение светильников. Например:

– синим изображены стеллажи, расположение которых предоставил заказчик;

– красным показаны сами светильники — ориентируясь на оси Х и Y, можно точно узнать, где будут располагаться светильники;

– черные линии — это сами «изолинии», который показывают освещенность разных областей помещения. 

«Тепловая» визуализация освещенности на плане реального помещения
Пример из проекта: распределение освещенности в помещении в «изолиниях»

Таблица с освещенностями разных плоскостей. Тут приводится непосредственно сама таблица и указывается коэффициент эксплуатации. Для данного расчета упрощенно взяли коэффициент 0,9 — однако если предполагаются государственные проверки, то лучше ориентироваться на значения строго из Свода правил. В общем виде чем коэффициент эксплуатации меньше, тем нужен более мощный светильник, с большим световым потоком. 

Высота помещения: 10.000 m, Монтажная высота: 6.000 m, 

Коэффициент эксплуатации: 0.90

Поверхность ρ [%] Ecp [lx] Emin [lx] Emax [lx] Emin / Ecp
Рабочая плоскость / 301 15 471 0,051
Полы 20 232 13 424 0,057
Потолок 70 110 49 187 0,449
Стены 50 171 6,46 1132 /

Пример из проекта: таблица с освещенностями разных поверхностей. Главный параметр, на который стоит ориентироваться, выделен красным цветом

Рабочая плоскость — это основная поверхность, на которую важно обращать внимание. Чаще всего ее выбирают либо на высоте 0,8 метров (поверхность стола, как в нашем случае), либо 0 метров (пол). 

Разберем остальные параметры, которые есть в таблице:

  • ρ [%] — коэффициент отражения, чаще всего соответствует стандартным значениям;
  • Ecp [lx] — средняя освещенность на указанной поверхности. Главная величина, на которую стоит ориентироваться в таблице.
  • Emin [lx] — минимальное значение освещенности на указанной поверхности. Например, в самом углу или в самом низу стеллажа.
  • Emax [lx] – максимальное значение освещенности на указанной поверхности.
  • Emin / Ecp — коэффициент показывает, насколько равномерно освещена поверхность. Например, для стеллажей на складе коэффициент может быть маленьким, потому что там редко присутствует персонал. А для спортивных объектов коэффициент должен приближаться к 1 — это будет означать, что спортивное поле освещено равномерно, без темных областей.

Расположение светильников по помещению. Схема актуальна, если в проекте используется несколько типов светильников — в нашем случае достаточно предыдущей схемы освещенности в «изолиниях».

«Тепловая» визуализация освещенности на плане реального помещения
Пример из проекта: расположение светильников. Номер соответствует обозначению из ведомости.

Расчет освещения дополнительных поверхностей. Используется, чтобы показать освещение на дополнительных поверхностях. Например, чтобы понять, насколько равномерно будут освещены складские стеллажи по всей высоте.

«Тепловая» визуализация освещенности на плане реального помещения
Пример из проекта: расположение светильников. Номер соответствует обозначению из ведомости.
Обозначение Ecp [lx] Emin [lx] Emax [lx] Emin / Ecp Emin / Emax
1 Стеллаж 1 290 227 316 0,782 0,718
2 Стеллаж 2 340 242 367 0,711 0,659
3 Стеллаж 2 292 233 327 0,798 0,713

Число поверхностей Средн
[lx]
min 
[lx]
Max 
[lx]
Emin
Ecp
Emin /
E max
3 320 227 367 0,71 0,62

Визуализация. Приводим общий 3D вид помещения с расположением светильников, а также «тепловую» визуализацию — она еще называется «фиктивные цвета». Показывает распределение освещенности в разных зонах помещения.

«Пример из проекта: 3D визуализация помещения и визуализация «фиктивных цветов»
Пример из проекта: 3D визуализация помещения и визуализация «фиктивных цветов».

Распределение освещенности по всей площади. Показывает конкретные значения освещенности в разных точках помещения, с определенной дискретностью.

Пример из проекта: распределение освещенности по всей площади, в разных точках
Пример из проекта: распределение освещенности по всей площади, в разных точках

Дополнительно выбираем произвольную точку, в которой определяем параметры освещенности. Так мы дополнительно проверяем, что требования заказчика или СП 52.13330.2016 выполняются.

Выделенная точка:(0.000 m, 1.772 m, 0.800 m)
Выделенная точка: (0.000 m, 1.772 m, 0.800 m)
Ecp [lx] Emin [lx] Emax [lx] Emin / Ecp Emin / Emax
301 15 471 0,051 0,033

Выводы

Чтобы быстро определиться с бюджетом на освещение, можно выполнить простейший расчет самостоятельно:

Шаг 1: выбрать светильник с требуемым световым потоком, исходя из высоты монтажа. 

Шаг 2: определиться с количеством светильников, исходя из формулы: 

N= (E * S) / (F * K)

где E — требуемая освещенность рабочей поверхности, исходя из требований в таблице 4.1 или 4.2 СП 52.13330.2016;

S — общая площадь помещения;

F — световой поток выбранного светильника;

K — коэффициент эксплуатации, который зависит от запыленности помещений и приводится в таблице 4.3 СП 52.13330.2016

Однако для практических применений расчет слишком примитивный. Лучше обратиться к специалистам — выполним расчет бесплатно в специализированной программе и предоставим файл с проектом в течение рабочего дня. Расчет поможет понять, какие светильники и где должны располагаться конкретно в вашем случае. Для расчета достаточно рассказать о назначении помещения и предоставить его план со всем оборудованием.

Чтобы легко ориентироваться в файле с расчетом, выделим основные моменты:

  • в ведомости указаны конкретные модели светильников и их количество;
  • в паспорте приведены КСС используемых светильников;
  • в таблице освещенности приводится много параметров, но проще ориентироваться на среднюю освещенность Ecр рабочей поверхности;
  • на графиках и диаграммах приводятся разные способы визуализации освещенности: в виде «изолиний», визуализации «фиктивных цветов» или распределения освещенности по всей площади. Можно ориентироваться на ту, что удобнее и понятнее.

— получить расчет проекта и развернутую консультацию;

— узнать условия монтажа освещения для вашего объекта;

— выбрать промышленное освещение;

— выбрать офисное освещение.

Алексей Колтун,
ведущий специалист
proekt@terra-led.ru
отдел проектирования и монтажа
Все обзоры и советы