1. Расчет освещения

2. Как правильно выбрать лампы?

Расчет освещения

Какая мощность требуется для освещения помещения?

Уют и комфорт любого помещения в значительной мере зависит от уровня его освещенности, то есть от мощности используемого источника света.

Ниже даны рекомендации по освещению в зависимости от площади помещения и желаемого уровня освещенности помещений (в качестве основного источника освещения - лампа накаливания):

Площадь помещения	Очень яркий свет	Яркий свет	Мягкий свет
Кв.м	~ 500 lux	~300 lux	~ 150 lux
менее 6	150 W	100W	60W
от 6 до 8	200W	140W	80W
от 8 до 10	250W	175W	100W
от 10 до 12	300W	210W	120W
от 12 до 16	400W	280W	160W
от 16 до 20	500W	350W	200W
от 20 до 25	600W	420W	240W
от 25 до 30	700W	490W	280W

При использовании в качестве источника освещения энергосберегающих ламп требуемую мощность следует разделить на 5. Например, вместо лампы накаливания мощностью 75 Вт достаточно энергосберегающей лампы на 15 Вт. Света будет столько же, а электроэнергии вы сожжете в 5 раз меньше!

При использовании LED ламп,  требуемую мощность следует разделить примерно 9.

При расчете желаемого уровня освещения  следует учесть следующие моменты:

• восприятие света энергосберегающей лампы зависит не только от ее мощности, но и от цвета излучаемого света (теплый или холодный),

• центральный потолочный источник света может быть дополнен иными источниками света: бра, торшерами, настольными лампами, подсветкой,

• помещения, выполненные в светлых тонах, требуют меньше светильников, чем помещения в темных тонах, чтобы получить одинаковое освещение

Как правильно выбрать лампы

Какие характеристики нужно знать, чтобы правильно выбрать лампы для светильника?
■ Объективными характеристиками ламп, одинаково важными для любого типа светильника, являются:

• Тип лампы, см. п. 2.1.
• Тип цоколя лампы, см. п. 2.1.
• Напряжение питания лампы (В), см. п. 2.2.
• Мощность лампы или максимальная мощность лампы (Вт), допустимая для данного светильника, см. п. 2.2.

■    Специфическими характеристиками, которые могут дополнительно определять выбор лампы для определенных типов светильников, являются:

• Размеры лампы – имеют значение для светильников с небольшими плафонами или без них, а также для специфических типов цоколей,
• Тип колбы лампы (см. п. 2.1) - характеристика для описания следующих особенностей лампы:
• формы колбы - важна при ограничениях на размеры лампы, а также для светильников без плафонов,
• типа поверхности - прозрачная или матовая (рассеивающая) - для открытых плафонов или без плафонов предпочтительнее использовать лампы с матовой поверхностью,
• числа цоколей - двухцокольные цилиндрические лампы,
• наличия рефлектора (отражателя) в лампе - для акцентных светильников без рефлектора,
• наличия радиатора - для отвода тепла в современных светодиодных лампах.

■Световыми характеристиками ламп (см. п. 2.3) являются:

• Световой поток - основная характеристика для расчета освещенности,
• Сила света - характеристика, используемая вместо или вместе со световым потоком для рефлекторных ламп,
• Угол падения света - характеристика, используемая для рефлекторных ламп, а также светодиодных чипов и лент.

■ Характеристиками, важными для цветового восприятия человека (см. п. 2.4), являются:

• Цветовая температура –   для светодиодных (далее LED или СДЛ) и газоразрядных (далее ГРЛ) ламп.
• Индекс цветопередачи -      для СДЛ и ГРЛ.
• Цвет лампы - для декоративных цветных ламп и гирлянд.

Для ламп накаливания (далее ЛН) и галогеновых ламп (далее ГЛ) цветовая температура и индекс цветопередачи мало изменяются в пределах этих групп, поэтому определяются выбором самих этих типов ламп.

■ Характеристиками ламп, влияющими на экономичность, являются:

• Светоотдача - основная характеристика лампы, показывающая эффективность преобразования электрической энергии в световую,
• Мощность, приведенная к лампе накаливания - вспомогательная характеристика для сравнения с лампой накаливания
• Сопоставление с лампой накаливания  - вспомогательная характеристика для сравнения с лампой накаливания
• Класс энергопотребления -
• Ресурс лампы - вместе со светоотдачей и ценой лампы позволяет сделать полную оценку экономичности лампы - см. документ “Как правильно выбрать лампу”, пункт 3.2. “Алгоритмы выбора и сравнения ламп”

1. Термины и определения

     1.1.     Характеристики для подбора ламп к светильнику

■ Тип лампы – способ получения свечения или характерный элемент этого способа, отраженный в названии электрической лампы (далее просто “лампы”), см. п. 3. «Типы ламп».

■ Патрон для лампы - обязательная часть любого электрического светильника (далее просто “светильника”) для установки и подключения лампы к электропитанию.

■ Цоколь лампы - часть лампы, ответная к патрону светильника. Лампа цоколем вставляется в патрон и закрепляется в нем для надежного подключения к электропитанию,  см. п. 4. «Цоколи ламп».

■ Тип цоколя лампы – специальный буквенно-цифровой код для обозначения цоколей ламп, имеющих различную конструкцию и размеры.

■ Тип колбы лампы – характеристика для описания следующих особенностей лампы:

• формы колбы, например, «груша круглая»,  «свеча» или «кольцевая трубка»

• поверхности - прозрачная или матовая (рассеивающая)

• числа цоколей, например, «двухцокольная цилиндрическая»

• наличия рефлектора, например, «груша плоская с рефлектором»

• наличия радиатора, например, «конусная с радиатором»

Ниже представлена Табл. 1, содержащая наиболее употребительные значения характеристики «тип колбы лампы».

Таблица 1  "Основные типы колб ламп"

Тип колбы лампы в базе	Бытовое название
витая трубка	спираль
груша коническая с рефлектором	груша с рефлектором
груша круглая	груша
груша круглая матовая	груша матовая
груша круглая матовая с радиатором	груша матовая
груша плоская с рефлектором	груша с рефлектором
груша плоская матовая с рефлектором	груша матовая с рефлектором
груша цилиндрическая	груша
груша цилиндрическая матовая	груша матовая
груша цилиндрическая с рефлектором	груша с рефлектором
двухцокольная цилиндрическая	трубчатая; трубка
кольцевая трубка	кольцо
конусная с радиатором	конус
конусная матовая с радиатором	конус
конусная с рефлектором	конус
конусная матовая с рефлектором	конус
круглая плоская с рефлектором	таблетка
круглая плоская матовая с рефлектором	таблетка
пальчиковая	пальчик; капсульная
пальчиковая матовая	пальчик; капсульная матовая
полусферическая с радиатором	полусфера
полусферическая матовая с радиатором	полусфера
полусферическая с рефлектором	полусфера
полусферическая матовая с рефлектором	полусфера
свеча	миньон; свеча; свечка
свеча с радиатором	миньон; свеча; свечка
свеча матовая	миньон, свеча матовая; свечка матовая
свеча матовая с радиатором	миньон, свеча матовая; свечка матовая
свеча на ветру	свеча на ветру
свеча на ветру матовая	свеча на ветру матовая
сферическая	шар
сферическая матовая	шар матовый
сферическая точечная	шарик
сферическая точечная матовая	шарик матовый
цилиндрическая	трубка; трубчатая одноцокольная; цилиндр
U-образная двойная трубка	2U; КЛЛ-2U; энергосберегающая 2U
U-образная двойная плоская трубка	2U; КЛЛ-2U; энергосберегающая 2U
U-образная плоская трубка	U-образная; U-образная плоская
U-образная тройная трубка	3U; КЛЛ-3U; энергосберегающая 3U
U-образная четверная трубка	4U; КЛЛ-4U; энергосберегающая 4U
U-образная шестерная трубка	6U; КЛЛ-6U; энергосберегающая 6U

     1.2.     Электрические характеристики ламп
■    Напряжение питания лампы, В - напряжение питания в вольтах, которое подается на лампу:

• непосредственно от сети переменного тока 220 В - лампы накаливания (ЛН) и галогеновые лампы (ГЛ) на 220 В;

• непосредственно от источника постоянного напряжения - батареек или аккумуляторов, которые заряжаются от сети или солнечных батарей - светодиодные лампы (СДЛ) на 3 В;

• через промежуточное устройство между лампой и сетью:

• блок питания или драйвер: для СДЛ на 220  В - встроенный в лампу, для СДЛ на 6 В, 12 В и 24 В - внешний;

• ПРА - пускорегулирующую аппаратуру для поджига и стабилизации  работы газоразрядных ламп (ГРЛ) на 220 В, встроенную в лампу или в светильник;

• трансформатор электронный (импульсный) или электромагнитный (обмоточный) для ГЛ на 6 В, 12 В и 24 В, встроенный в светильник или внешний.

■    Вольт - единица измерения электрического потенциала, разности потенциалов, электрического напряжения и электродвижущей силы в международной системе СИ. Названа в честь итальянского физика и физиолога Алессандро Вольты, который изобрел первую электрическую батарею.

Вольт равен электрическому напряжению, вызывающему в электрической цепи постоянный ток силой 1 ампер при мощности 1 ватт.

■    Мощность лампы, Вт - характеристика, применяемая для описания ламп, которая показывает, сколько джоулей электроэнергии она потребляет за 1 секунду.

■    Ватт - единица измерения мощности, а также потока излучения в системе СИ, названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины.

Ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями:

Вт = H·м/с  = кг·м²/с³  - механическая мощность

Вт = Дж/с - тепловая мощность

Вт = В·А - электрическая мощность

■    Максимальная мощность лампы, Вт - характеристика, применяемая для светильников, которая показывает максимально возможную мощность ламп данного типа, которые могут устанавливаться в светильник. Подразумевается, что в случае установки в светильник ламп большей мощности, производитель ответственность за работоспособность и безопасность светильника не несет.

Для большинства светильников под максимальной мощностью лампы подразумевается мощность ламп накаливания (ЛН) - цоколи E14, E27.

• Для значительной доли светильников речь идет о мощности галогеновых ламп (ГЛ) - G4, G9, GU4, GU5.3, GU10, GX6.35, R7s.

• Для технических светильников возможны редкие типы цоколей, предназначенных для:

• компактных люминесцентных (КЛЛ) - цоколи 2G7, 2G8, 2G10, 2G11, 2G13, 2GX13, G24dn, G24qn,  GR8, GR10, GX10, GX13, GX24d, GX24q,

• люминесцентных (ЛЛ) - цоколи G5, G13,

• металлогалогеновых ламп (МГЛ)  - цоколи G8.5, G12, GU6.5, GX8.5, GX9.5, Rx7s. В таких случаях подразумевается максимальная мощность КЛЛ.

• В небольшой доле светильников подразумевается установка относительно маломощных ламп на уровне 10-25 Вт. В этом случае под максимальной мощностью лампы подразумевается мощность компактных люминесцентных (КЛЛ) или светодиодных ламп (СДЛ), если есть указанное ограничение мощности.

     1.3.     Световые характеристики ламп.

■    Световой поток, лм - Ф_v. - световая фотометрическая величина, характеризующая мощность оптического излучения по световому ощущению, вызываемому им у человека.  Проще говоря, сколько света вырабатывает лампа в единицу времени с поправкой на чувствительность человеческого глаза в рассматриваемом оптическом диапазоне. Основная характеристика для сравнения ламп как источников света. В системе СИ измеряется в Люменах (lm или лм).

■    Люмен - единица измерения светового потока в Международной системе единиц (СИ), является световой величиной. Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан: 1 лм = 1 кд × ср (= 1 лк × м²). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен  люменам.

■    Сила света, кд - I_v – световая фотометрическая величина, характеризующая мощность оптического излучения в телесном угле в заданном направлении. Иными словами, сила света характеризует свет, переносимый в заданном направлении в единицу времени. Сила света I_v является производной светового потока Ф_v по телесному углу:

I_v = d(Ф_v)/d(Ω), где Ω – телесный угол, выраженный в радианах

Соответственно, Ф_v = ∫^ΩI_vdΩ

Для описания рефлекторных ламп, т.е. ламп с отражателем, обычно используется именно сила света, а не световой поток, потому что рефлекторные лампы излучают в телесном угле от 30 до 40⁰ (речь об угле половинной интенсивности (см. Угол падения света).

■    Угол падения света - телесный угол, в который лампа излучает свет, выраженный в градусах или радианах.

Обычно, когда речь идет об угле падения света, то имеется ввиду угол половинной интенсивности, вдоль оси которого расположены максимальные значения силы света I_v (см. п. ), а границы угла соответствуют половине от максимального значения силы света I_v (рис. 1). Стандартная величина угла падения света для рефлекторных ламп составляет 30-40⁰.

     1.4.     Характеристики ламп, важные для цветового восприятия человека

Цветовая температура, K – характеристика излучения лампы, которая показывает абсолютную температуру (в градусах Кельвина, К) абсолютно черного тела (есть такая физическая абстракция – абсолютно черное тело, т.е. тело, поглощающее все попадающее на него внешнее излучение), при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и излучение лампы.

Не надо путать цветовую температуру с цветом лампы. Цветовая температура применяется только для ламп белого цвета. Для простоты можно сказать, что цветовая температура лампы – это цветовой тон белого света, излучаемого лампой.

Все мы из опыта знаем, что свет может быть более желтым или более белым. От свечи или лампы накаливания свет желтый, от лампы «дневного света» - белый. Помимо цветовой температуры оттенки белого цвета ламп также принято обозначать словами, используя варианты словосочетаний, содержащих слово белый - см. табл.  2.

Различия в величине цветовой температуры, меньшие, чем 200 единиц в районе 3000 К, или 400 единиц в районе 6000 К, могут не учитываться, как незначительные.

Таблица 2. Соответствие между цветовой температурой и цветом

Цветовая температура	Словесное обозначение	Цвет
до 1000 K		красный
1000 – 1500 K		оранжевый
1500 – 2000 K		желтый
2500 – 3200 K	белый теплый	бледно-желтый
3300 – 4200 K	белый	бледно-желтый
4300 – 5500 К	белый холодный	желтовато-белый
5600 – 7000 K	белый дневной	чистый белый
7100 - 9000 K	белый голубоватый	голубовато-белый
9000 - 15000 K		бледно-голубой
более 15000 K		голубой

Лампы, применяемые в быту, как правило, имеют цветовую температуру в диапазоне 2500-4200 К. Для работы рекомендуется использовать более холодный свет - 4300-7000К.

■    Цвет лампы - характеристика, которая используется для описания цвета декоративного освещения - цветных ламп, а также для упрощенного описания цветовой температуры ламп белого света, более понятного покупателю, см. табл. 2.

■    Индекс цветопередачи CRI - характеризует уровень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света.

Различия в величинах CRI меньшие, чем пять единиц, незначительны. Источники света с индексами цветопередачи, скажем, в 80 и 84, практически одинаковы.