Перейти к содержанию
Феанор

Расчет освещения помещений

Рекомендуемые сообщения

Всем доброго здравия.
Очередной вопрос из серии "научите меня дурака".
В этот раз речь пойдет про свет и освещение.
Условия задачи следующие:
Есть некое помещение. Допустим 2,5х5 м, высота пусть будет 2,1 м. Принимаем так же, что рабочей поверхностью будем считать пол.
Есть некие светодиодные светильники. Доподлинно их характеристики неизвестны, но кое-что можно выяснить эмпирическим путем. Можно постараться выяснить из каких диодов они сделаны (оставим пока в стороне вопрос их контрафактности и соответствия заявленным характеристикам, примем пока, что они сделаны из качественных диодов и характеристикам из даташитов соответствуют), можно посчитать количество этих диодов, при помощи люксметра можно выяснить испускаемый ими поток света, можно померять потребляемый ток и напряжение. Никаких диаграмм излучения нет, никакой карты освещенности нет (я такое вообще видел только у очень дорогих светильников, которые мне не по карману). Принимаем так же, что плафонов на этих светильниках нет, т.е. весь поток света достигает рабочей поверхности без потерь на плафоне или рассеивателе.
Наша задача - получить не менее 300 люксов освещенности на 1м2 рабочей поверхности (стандарт для промышленных помещений)

А вот дальше начинается темный лес.

  1. как влияет высота установки светильника на освещенность поверхности? Я знаю, что влияет, но никак не могу найти конкретной формулы, таблицы или иных данных по этому поводу. В этих ваших энторнетах сказано, что для высот вплоть до 3 м (кажется) коэффициент потерь принимается равным 1. НО! при экспериментах с конкретным светильником и люксметром (программой в смартфоне) выяснилось, что при перемещении светильника на 1 м степень освещенности падает более чем в 2 раза. причем зависимость эта какая-то нелинейная: когда светильник приближаешь к датчику вплотную, он кажет многие тысячи люксов, на метре уже примерно 400 люксов, на 2 метрах от 100 до 180 люксов. Я понимаю, что датчик освещенности в телефоне не бог весть какой точный прибор, но он позволяет оценить относительные значения в одних и тех же попугаях (наверное).
  2. Вот допустим берем какой-нибудь светильник из Леруа. На нем указана мощность потребления и количество испускаемых люменов. Допустим 1260 Лм. на светильнике длиной 1200 мм. Как это перевести в люксы (количество люменов на 1м2)?
    Тоже не могу нигде найти ни формул, ни методик рассчета, ни таблиц.
  3. 3. Угол рассеивания практически любого светильника на LED - 120 градусов. Влияет ли это на освещенность рабочей поверхности? Поясню в чем подвох в вопросе. Берем тот же светильник из Леруа с его 1260Лм. Вот он висит, допустим на высоте 2,1 м от рабочей поверхности. Угол освещения у него 120 градусов. Путем нехитрых геометрических вычислений получается, что такой светильник при такой высоте установки физически в состоянии осветить прямоугольник со сторонами  8440х7270 мм или 61,35 м2
    Значит ли это, что для того, чтобы понять степень освещенности в пересчете на 1м2 нужно 1260 Лм/61,35 м2=20,53 Лк? Получается, что если мне нужно обеспечить плотность освещения в 300Лк, значит на каждый м2 моей площади необходимо повесить 15 таких светильников??? а чтобы обеспечить равномерное нормативное освещение площади из задачи выше, мне нужно купить 2,5х5х15=187 светильников???????????? МАЗА ФАКА!!! Какая-то малореальная цифирь получается. Да и на практике я такого бреда не встречал. Значит мои рассчеты неверны. Что автоматически возвращает нас к вопросу: если так не правильно, ТО КАК ПРАВИЛЬНО???

В общем, помогите, други. Я нуб, и мое отсутствие образования в который раз служит мне дурную службу.

Единственная просьба к высказывающимся: давайте СТРОГО по теме. Посты из серии " я вот поставил себе светильник ХХХ и мне нормально" меня не интересуют. Равно как и советы из серии "повесь себе люминесцент/ДнАТ/лампочку Ильича и будет тебе счастье". Меня интересует МЕТОДИКА РАССЧЕТОВ, чтобы я мог взять ее и применить к своим условиям, подставив в нужные места свои цифры. Просто вскоре аналогичная проблема рассчета встанет еще в нескольких местах, от большого деревообрабатывающего цеха до собственного дома и мне нужно понимать именно ПРАВИЛЬНЫЙ алгоритм рассчетов для разных площадей, разных высот и помещений разного назначения.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
35 минут назад, Феанор сказал:

как влияет высота установки светильника на освещенность поверхности?

емнип, квадратичная зависимость.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
10 минут назад, pchel сказал:

квадратичная зависимость.

Вполне возможно. И эксперименты это частично подтверждают (зависимость явно нелинейная).
Но хотелось бы ссылок. Возможно там все немножко сложнее.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Есть довольно масштабная книжка - Киоррииг Осветительные установки - 2 тома. Она 81 года и про LED там нет ничего - но все что касается расчетов освещенности там очень детально расписано

Есть в интернете

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Только что, DL12 сказал:

Есть довольно масштабная книжка

Спасибо, поищу.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
27 минут назад, DL12 сказал:

Киоррииг Осветительные установки - 2 тома.

Кстати не "Киоррииг", а Кнорринг. Двух томов не нашел, пока только 1.
И есть еще книга "Справочная книга для проектирования электрического освещения, Г.М. Кнорринг, 1976 год. Люди рекомендуют именно ее в качестве настольной.
Скачал обе, будем почитать.

Есть еще переиздание от 1992 года, скачал и его в надежде на более осовремененнные стандарты и отсылки к нормативам.
Но в идеале, конечно, хотелось бы кратких комментариев от спецов, занимающихся этим постоянно в стиле: вот формула освещенности ________, это, это и это брать отсюда, это вот отсюда.
Я конечно люблю читать, но со временем полный швах. 2 работы, халтуры, хобби, семья... Тяжко.

Изменено пользователем Феанор

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

1.gif

Ошибся - она в одном томе

Изменено пользователем DL12

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Освещенность, создаваемая точечным источником обратно пропорциональна расстоянию от источника до поверхности и прямо пропорционально косинусу угла, между направлением светового потока и нормалью к освещаемой поверхности.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
1 час назад, Феанор сказал:

как влияет высота установки светильника на освещенность поверхности? Я знаю, что влияет, но никак не могу найти конкретной формулы,

Грубо говоря чтобы получить такую же освещенность, увеличиваешь высоту в 1.4 раза нужно 2 светильника, в 2 раза нужно 4 светильника.

Изменено пользователем ktzarim

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
17 минут назад, desti сказал:

Освещенность, создаваемая точечным источником обратно пропорциональна расстоянию от источника до поверхности

Эта пропорциональность линейная? Т.е. на расстоянии 1 м мы получаем 500 люксов, а на расстоянии 2 м уже только 250? При условии, что оба измерения проводятся под прямым углом к источнику.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
19 минут назад, ktzarim сказал:

увеличиваешь высоту в 1.4 раза

для того, чтобы вычислить это в конкретных цифрах, нужна некая точка отсчета. Например светильник со световым потоком в 1000 люмен длиной 1 м на расстоянии 1 м от рабочей поверхности создает освещенность в 100 люксов (т.е. 100 люмен на 1м2). Вот тогда да, понятно: если я хочу получить те же 100 люксов, но с расстояния 2 м, мне нужны 2 светильника. Если я хочу получить 300 люксов, но с расстояния 1 м, мне нужны 3 светильника.Если же я хочу получить 300 люксов с расстояния в 2 м, то мне нужны 6 светильников. Правда это все работает только в том случае, если зависимость строго линейная (подтверждений чему я пока не нашел)
Но проблема в том, что как раз именно этой отправной точки у меня нет.
Вот я прихожу в тот же Леруа. Беру в руки светильник, на нем написано: длина 1200 мм, мощность 18 Вт, световой поток 1260 Лм.  Что мне дальше делать с этими цифрами? какую площадь в состоянии осветить этот светильник? с какой высоты? С какой освещенностью?

Изменено пользователем Феанор

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
11 минут назад, Феанор сказал:

Эта пропорциональность линейная? Т.е. на расстоянии 1 м мы получаем 500 люксов, а на расстоянии 2 м уже только 250?

Допустим, источник дает Осв = 1000, по формуле Осв / L^2 получим 1000 / 1 = 1000 и 1000 / 2*2 = 250. Сама по себе освещенность выражена через метр в квадрате, поэтому на расстоянии метра будет 1000, а не 500.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

1люкс=1люмен/м.кв.

Светильник 1260 Лм, если весь его свет равномерно намазать на 1 м.кв. создаст 1260 люксов освещенности.

Если его свет размазан на 4 м.кв. - освещенность 1260/4=315 люкс.

На 5*2,5м понадобиться 3750 люмен.

Это если весь свет светильников попадет на пол. Иначе (часть света пошла на стены)  - полу достанется меньше. Поэтому источники света и сунут в отражатели да за линзы, которые и формируют направленный свет с какой то диаграммой. Без неё расчета (точного) не получится.

Если по простому - взять пробный светильник и вешать его так чтоб светило куда надо. Ну и, доверившись цифре на упаковке, назначить требуемое кол-во светильников.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 минуту назад, desti сказал:

Осв / L^2

Вот эта формула откуда взята?
Я правильно понимаю, что степень освещенности(Лк) = световой поток (Лм)/расстояние до источника (м) в квадрате?

3 минуты назад, rusl3 сказал:

Светильник 1260 Лм, если весь его свет равномерно намазать на 1 м.кв. создаст 1260 люксов освещенности.

с какого расстояния?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
3 минуты назад, Феанор сказал:

Вот эта формула откуда взята?

Из школьной площади основания конуса. Работает для точечного источника великолепно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 минуту назад, Феанор сказал:

Я правильно понимаю

Ага. Это как бы "Первый закон освещенности". Гуглить "фотометрия и законы освещенности" или поверить на слово.

Освещенность от протяженного источника достаточно сложно посчитать, там матан. 

5 минут назад, rusl3 сказал:

Светильник 1260 Лм, если весь его свет равномерно намазать на 1 м.кв. создаст 1260 люксов освещенности.

Свет нельзя размазать, можно измерить освещенность под источником и на каком-то расстоянии от него. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
3 минуты назад, desti сказал:

Свет нельзя размазать, можно измерить освещенность под источником и на каком-то расстоянии от него. 

Так и есть, кэп:classic_biggrin:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
8 минут назад, Феанор сказал:

с какого расстояния?

Не с какого расстояния, а на какой площади. 

10 минут назад, rusl3 сказал:

Если его свет размазан на 4 м.кв. - освещенность 1260/4=315 люкс.

Неа.. Если размазать на 4 метра, то надо добавить в числитель cos к нормали, кэп. И получится совсем не 315. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
4 минуты назад, desti сказал:

Неа.. Если размазать на 4 метра, то надо добавить в числитель cos к нормали, кэп. И получится совсем не 315. 

Неа. Люксы, если их равномерно мазать, дают люмены никаких косинусов не надо.  А вот мажутся они в реале по косинусу)) Есно от точечного и тгды...

Изменено пользователем rusl3

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
5 минут назад, rusl3 сказал:

Люксы, если их равномерно мазать

Люкс - это люмен, размазанный на метр, если его мазать на 4, получится совсем другая физическая величина. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
38 минут назад, desti сказал:

Не с какого расстояния, а на какой площади. 

Нет, вот тут как никогда важно именно расстояние до источника. Мы же величину освещенности считаем для 1 м2. Но вот именно расстояние до источника радикальным образом влияет на степень освещенности этого 1м2. И именно эту зависимость мне надо понять. Что 1 люкс - это 1 люмен на 1 м2 это я и так знаю.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
8 минут назад, desti сказал:

Люкс - это люмен, размазанный на метр, если его мазать на 4, получится совсем другая физическая величина. 

Люкс и люмен связанные одним выражением величины. В это выражение способ распределения света не входит. Это как дождь: косой, прямой или из точечного распылителя, неважно. Важно сколько воды попало на единицу площади.

Применительно к светильнику.

Люмены (L) это сколько света выдает светильник. Допустим: все эти люмены падают на поверхность произвольной площадью (s). Освещенность= L/s люкс. Это всегда так, независимо от ориентации поверхности.

Возьмем идеальный источник света с нерасходящися, параллельным пучком света площадью 1 единица и светоотдачей 1 единица.  Если поперек такого луча поставить (перпендикулярно лучу)  лист бумаги, Освещенность внутри пятна света будет 1. А вот если повернуть лист под углом к лучу, освещенная площадь вырастет и пропорционально упадет освещенность, но физическая величина освещенности будет та  же.

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 минуту назад, Феанор сказал:

Нет, вот тут как никогда важно именно расстояние до источника. Мы же величину освещенности считаем для 1 м2. Но вот именно расстояние до источника радикальным образом влияет на степень освещенности этого 1м2. И именно эту зависимость мне надо понять. Что 1 люкс - это 1 люмен на 1 м2 это я и так знаю.

Это геометрия. Площадь сферы растет пропорционально квадрату радиуса.

Если в центр сферы поместить точечный источник света, и посчитать освещенность сферы на радиусе 1 и на радиусе 2, освещенность будет отличаться ровно в 4 раза.

Возьмите свой светильник, подвесьте перпендикулярно полу на расстоянии 1 метр и измерьте площадь светового пятна. Потом поднимите его ещё на метр и ещё раз измерьте площадь. Отношение этих площадей и будет равно отношению освещенностей. Повторю, это чистой воды геометрия.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
9 минут назад, rusl3 сказал:

Это геометрия. Площадь сферы растет пропорционально квадрату радиуса.

Добавлю. При расстоянии от источника до освещаемой поверхности много большем чем линейные размеры поверхности сегмент сферы можно считать плоским, и тут же пренебречь косинусами для простоты вычислений.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.