Що таке люкси та люмени – їх вплив на освітлення

Купуючи світлодіодні led-лампи різних виробників, ми можемо побачити різний ефект, незважаючи на те, що потужність у них однакова. Одне джерело світла світитиме яскравіше, освітлюватиме більше поверхні, ніж аналогічне йому за потужністю друге.

Вибираємо економне освітлення по люксах та люменах

Раніше, при покупці лампи розжарювання було зрозуміло, що вища її потужність, то яскравіше вона світить. З приходом нових технологій потрібно враховувати два параметри – це освітленість, світловий потік. Що ж це таке, який вплив ці показники впливають на підсумкову яскравість штучного джерела, а також як підібрати освітлення за цими параметрами розглянемо сьогодні в нашій статті.

Що таке світловий потік?

Фізична величина, що характеризує світлову потужність штучного джерела, називається світловим потоком. Міжнародна одиниця виміру світлового потоку – Люмен, вказана на упаковці як «Lm». Чим більший цей показник, тим більше світла дає лампа. Розглянемо різні штучні джерела світла, їх світловий потік щодо потужності.

Тип джерела світла

Світловий потік, Люмен

Лампа розжарювання

Галогенні лампи

Світлодіодні led-лампи

За допомогою цих двох даних можна самостійно розрахувати енергоефективність будь-якої лампи. Необхідно просто розділити величину світлового потоку до потужності, отримуючи дані, що характеризують ККД лампи, а також її економічність. Наприклад, лампа розжарювання споживаючи 25 Вт має енергоефективність 8,8 люмен на 1 ват, а такої ж потужності ж світлодіодне джерело вже видає 90 люмен на 1 ват, відповідно led-лампи економніші, порівняно з розжарюванням десятикратно!

Стандартні норми освітлення для житлових приміщень

Підбираючи освітлення додому, можна самостійно розрахувати, скільки світильників вам необхідно, як вони висвітлюватимуть вашу житлову площу, знаючи скільки люмен видає кожен ІВ. Вам відомі два показники – це площа кімнати, а також величина світлового потоку (Lm, вона завжди вказується на упаковках), завдяки яким ви можете розрахувати освітленість.

Освітленість - це параметр, який показує скільки квадратних метрів рівномірно може висвітлити даний ІВ, вимірюється вона в одиницях, які називаються Люкс. Тобто якщо світильник світловим потоком 1 Люмен освітлює 1 квадратний метр, ми отримуємо освітленість 1 Люкс.

Наскільки яскраво варто освітлювати побутові приміщення

Для зручності існують приблизні норми освітленості побутових приміщень, якими керуються при виборі ламп, за одиницю виміру в міжнародній системі СІ використовують Люкс (при маркуванні використовують скорочення - Lk)

Кухня, ванна кімната, санвузол

Вітальня, спальня, дитяча

Робоча зона, кабінет

Всі норми, прийняті в Україні для штучного освітлення приміщень, більш детально вказані в ДБН_В25-28-2006.

Як розраховують освітленість?

Для розрахунку вже освітленого приміщення використовують спеціальний прилад – люксометр. На етапі будівництва або ремонту, зазвичай дизайнер або електрик робить розрахунок люкс за допомогою формул і спеціалізованих комп'ютерних програм, заздалегідь має лампи і розетки так, щоб якісно рівномірно висвітлити всю площу приміщення.

Але, якщо ви самостійно бажаєте розрахувати якісь світильники або люстру купити в будинок, то цілком підійде «побутовий» спосіб. Для отримання даних, необхідно взяти нормативний показник освітленості (люкс), помноживши на площу вашої кімнати та висоту.
Світловий потік (люмен) = X * Y * Z
X - норми освітлення приміщення (люкс, з таблиці вище);
Y – площа приміщення (кв. м);
Z – коефіцієнти висоти (для стелі до 2,7 метрів – 1,0; до 3 метрів – 1,2; до 3,5 метрів 1,5; до 4 метрів – 2,0).

Наприклад, до стандартної спальні площею 20 кв. метрів необхідний світловий потік ламп, який видаватиме дорівнює 3000 люменів. Тобто звичайних ламп розжарювання по 100 Вт необхідно три, за умови, що люстра розташована по центру стелі і має відкриті плафони, спрямовані під кутом донизу, або три світлодіодні потужністю 12 Вт. Якщо бажаєте зробити точкове led-освітлення по периметру, а не загальну люстру по центру, то розраховуйте 300-400 люмен (одна лампа) на 1,5-2 кв. метри.

Враховуйте індивідуальні потреби

Завжди варто враховувати виправлення на власні переваги у освітленні будинку. Хтось любить яскраве біле світло або має поганий зір – і додаткова яскравість просто необхідність. А в деяких кімнатах є бажання зробити приглушене освітлення, наприклад, у спальні. Стандартні норми – це обов'язкові показники для державних установ, де є бюджет та самостійна установка додаткових світильників неможлива.

Додому краще розраховувати освітленість із запасом, адже зрештою можна зменшити яскравість свічення шляхом регульованого вимикача, або викрутивши непотрібну лампу. А що робити, якщо освітленості не вистачає? Правильно, доведеться купити нові, яскравіші джерела світла

Інтер'єр та колір меблів впливає на освітленість?

Що таке люмен, люкс, їх розрахунок та вибір джерел світла – це все зрозуміло, але багато хто втрачає ще один момент – дизайн кімнати та кольорова гама.Поверхні мають властивість відбивати чи поглинати світло – світлі меблі та стіни відбивають більше світла, а темні навпаки.

Приклад на нашій тестовій кімнаті стандартної висоти до 2,7 м, площею 20 кв. метрів. Ми розрахували необхідне освітлення порожньої кімнати 3000 Лм. Але якщо в приміщенні світлі меблі, то освітленість 3000 Лм ділимо на 0,75, отримуючи 4000 Лм. А якщо кімната в темних тонах, цей показник необхідно розділити на коефіцієнт 0,6 і вже отримаємо 5000 Лм.

Користувачі розділилися на два табори, тому дати єдину правильну відповідь не вдасться. У статті розберемо характеристики кожного виробу, розглянемо негативні моменти та підіб'ємо підсумки. Починаючи ремонт, люди запитують: яку модель вибрати і чи потрібна вона взагалі? Ще двадцять-тридцять років тому відсутність пристрою мало на увазі економію електроенергії.

Коефіцієнт відбиття світла у кімнаті, висотою до 3 метрів

Площа приміщення кв. м

Колірна гама: світла

Колірна гама: середня

Колірна гама: темна

Люмени та люкси, в чому різниця?

Будь-яке джерело світла можна охарактеризувати силою світла, що випромінюється. У міжнародній метричній системі вона вимірюється у канделах (кд). Похідною від кандели є величина, що характеризує безпосередньо світловий потік - люмен, скорочено - лм.

Важливо: на сучасних лампах і виробах зі світлодіодами вказується величина світлового потоку, що випромінюється в люменах або значення світловіддачі в люменах на Ватт (лм/Вт).

Світлова віддача у конкретних цифрах визначає ефективність перетворення електричної енергії у світлову та характеризує економічність лампи. Щоб отримати тільки люмени, необхідно значення лм/Вт помножити на значення потужності виробу у ватах.Наприклад, світловіддача 100-ватної лампи розжарювання становить 15 лм/Вт. Значить теоретично вона випромінює світло 1500 лм. Насправді завжди відбуваються втрати у світлосилі. Насамперед, це обумовлено матеріалом самої лампи.

Розгляд руху світлових хвиль у просторі неминуче призводить до виникнення поняття освітленості, тому що світло не світить саме в собі, воно завжди спрямоване назовні від джерела та робить інші предмети видимими для людського ока. Очевидно, що при цьому він падає на поверхню певної площі, тому вона стає освітленою.

Люкс – це одиниця виміру освітленості. Якщо світловий потік 1 люмен перпендикулярно і рівномірно падає на ділянку поверхні одиничної площі (1 м²), її освітленість складе 1 люкс.

Абсолютне значення освітленості в люксах завжди буде кратно менше значення світлового потоку в люменах для кожного конкретного джерела світла, так як зв'язок між цими величинами обернено пропорційна. Чим більше освітлювана площа, тим характеристики освітленості гірші. Так, наприклад, лампа розжарювання в 1500 лм, поміщена в непрозорий куб з площею грані в 1 м², строго в його центрі, тобто рівновіддалено від усіх його сторін, висвітлюватиме всього 6 м² (4 бічні сторони по 1 м², 1 нижня + 1 верхня). Значить освітленість усередині такого куба становитиме:

Читайте також: Що таке мітки RFID або мітки радіочастотної ідентифікації?

Тепер нехай та сама лампочка в люстрі висвітлює квадратну — для зручності підрахунку — кімнату з довжиною стіни в 4 м. Це буде той самий куб із площею кожної грані 16 м², а загальна площа становитиме 96 м². При цьому для чистоти підрахунку лампочку слід підвісити в центрі кімнати на позначці 2 м від підлоги та стелі.Тоді освітленість у кожній точці кімнати склала б:

1500 лм/96 м ² = 15,625 лк.

На практиці так ніхто не робить, максимальна довжина підвісу люстри складає всього 0,5 м. Орієнтуючись на візуальні відчуття, людина відчує, що під лампочкою світла більше, ніж у кутах кімнати, а найкраще освітлена невелика площа на стелі в місці кріплення світильника. за умови, що його конструкція відкрита зверху.

У побуті, крім світлосили, на освітленість поверхні впливають такі фактори:

• відстань до джерела світла;



• розташування джерела світла;



• його форма;



• кут падіння світла (поворот та нахил цоколів);



• кривизна самої поверхні;



• зміна просторових показників;



• властивості поверхні, що відображають (наприклад, чорну оксамитову поверхню і дзеркала слід висвітлювати по-різному).

Тому на практиці теоретичні підрахунки не приносять користі, і для вимірювання освітленості користуються люксметром.

Як порахувати люкси?

Отже, знаючи норми освітленості кожної кімнати, можемо розрахувати необхідну кількість люксів світла. Розрахунок проводиться у разі формулі Е = S * K, де Е — освітленість в Лк; S - площа кімнати; К - коефіцієнт висоти стелі.

Скільки люмен у люксі?

Люкс це одиниця виміру освітленості.

При світловому потоці падаючого на неї випромінювання, що дорівнює 1 люмен. Тобто 100 люменів, спрямованих на 1 кв. м. дорівнюватимуть 100 люксів, тоді як 100 люменів спрямованих на 10 кв.

Як перевести люкси в люмени

Однак, якщо відомо потрібне значення освітленості в люксах і площа поверхні, що освітлюється, можна підрахувати необхідну величину світлового потоку в люменах.При цьому слід розуміти, що підрахунок буде виконаний з багатьма припущеннями, так як наблизити умови його виконання до фізично ідеальних неможливо. При підрахунку слід прийняти, що:

• джерело світла розташовується у центрі;



• освітленість рівномірна по всій площі, що неможливо;



• на всю площу поверхні світло падає під однаковим кутом;



• поверхня висвітлюється зсередини уявної сфери, що передбачається навколо джерела.

Важливо! Практичне формулювання цього завдання звучить набагато простіше: є норма освітленості в люксах для конкретного приміщення, наприклад, для офісу – 300 лк. Скільки світильників потрібно розмістити, щоб дотриматися? Для цього спочатку обчислюється необхідне значення у люменах. Неминуча нерівномірність у освітленості може бути скоригована додатковим підсвічуванням.

Для того, щоб отримати значення в люменах, потрібно норму в люксах помножити на значення площі, яка потребує освітлення.

Приклад: Нехай офіс при нормі 300 лк має довжину стін 10 метрів, а висоту стелі - 4 метри. Потрібно підрахувати мінімальну кількість люменів, необхідну дотримання нормативу.

Площа підлоги та стелі складе: 10 х 10 = 100 м ².
Площа кожної стіни: 4 х 10 = 40 м ².
Теоретично з припущенням на рівномірне освітлення та розташування джерела, рівновіддаленого від усіх точок поверхні, завдання вирішується так:
300 лк х (4 х 40 + 100 + 100) м ² = 300 х 360 = 108 000 лм.
Якщо це астрономічне значення «перевести» у звичайні 100-ватні лампи розжарювання, то потрібно лише... 72 штуки.

Практичний підхід буде іншим. Абсолютно не потрібно висвітлювати стелю - робочі місця співробітників знаходяться внизу. Більше того, конструкція багатьох стельових світильників унеможливлює поширення світла вгору.Отже з обчислень необхідно прибрати площу стелі:

300 лк х 260 м ² = 78 000 лм.

Сучасні стельові світильники зі світлодіодами можуть видавати 5000 люменів.

Цю кількість можна знизити. Згідно СанПіН 2.2.1/2.1.1.1278-03 замір освітленості проводиться над робочою поверхнею, а також у контрольних точках, віддалених від стін та світлових прорізів на 1 м. Достатньо розмістити освітлювальні прилади над робочими місцями співробітників. геометричні характеристики підлоги на 1 м з кожного боку, отримаємо:

300 лк х (160 + 64) м ² = 300 х 224 = 67200 лм.
Що в стельових світильниках складе: 14 штук із заокругленням до цілого числа.

Значення люменів для різних освітлювальних приладів

Сучасні вимоги до упаковки освітлювальних приладів зобов'язують доводити до споживача їх технічні характеристики в повному обсязі.

• лампа розжарювання 100 Вт - 1300-1500 лм;



• лампа розжарювання 60 Вт "General Electric" - 660 лм;



• лампа енергозберігаюча NetHaus, галогенова 13 Вт - 250 лм;



• лампа світлодіодна (LED) "Gauss Elementary" 12 Вт "як на 100 Вт" - 1130 лм;



• лампа світлодіодна (LED) "Gauss Elementary" 6 Вт "як на 60 Вт" - 420 лм;



• світлодіодний світильник Elektrostandard LTB0201D 60 см 18В - 1200 лм;



• настільна світлодіодна лампа Maytoni Nastro, 15 Вт - 900 лм;



• офісний світильник TL-ЕКО на світлодіодах 48,5 Вт - 4530 лм (підсумковий світловий потік після всіх втрат).

Як видно з відношення світлового потоку до потужності пристрою, світлодіодні освітлювальні прилади є економічними та ефективними на світлову віддачу.

Увага! Оскільки з 1 січня 2020 року в РФ заборонено всі компактні, трубчасті та промислові люмінесцентні лампи, що містять ртуть та інші небезпечні метали, вони до списку не увійшли.

Прилади для вимірювання освітлення

Виміри виконуються за допомогою люксометра. Це спеціальний прилад із фотоелементом, провідність якого залежить від сили світла, що потрапляє на нього. Для проведення перевірок треба використовувати обладнання з похибкою не більше 10%, ця вимога встановлена ​​нормами ГОСТ.

Прилад зазвичай складається з електронного модуля з екраном та блоком налаштувань та фотоелемента, прикріпленого на гнучкому дроті. Така конструкція дозволяє перевірити показники в будь-якому місці, достатньо простягнути руку.

До речі! Важливо дотримуватись умов вимірювань. Якщо йдеться про офіс, навчальну аудиторію або інші подібні місця, то перевіряти освітленість треба приблизно на рівні столу, зазвичай це в 80 см від підлоги. Для сходів, коридорів та доріг виміри виробляються на рівні землі.

Можна перевірити освітленість за допомогою фотоапарата, сфотографувавши білий лист і звіривши параметри діафрагми та витримки.

У відео світлодизайнер детально розповість про такі поняття як «Освітленість» та «Світловий потік».

Люкси використовуються в оцінці освітленості всіх приміщень, оскільки це найпростіший варіант перевірки відповідності світла встановленим нормам. Якщо все спроектовано правильно, буде створено найкращі умови для зору людини.

Норми освітленості у різних видах приміщень

У БНіП регламентовано всі основні показники.Потрібно знайти тип приміщення, щоб дізнатися мінімально допустиме значення, від якого слід відштовхуватися під час проектування. При цьому діапазон може бути досить великим, все залежить від специфіки робіт, що виконуються та інших особливостей. Нижче наведено освітленість у люксах – таблиця показує значення для основних типів приміщень.

ПриміщенняНорматив освітленості, в Лк

Для кожного виду приміщення норма освітленості відрізняється.

Є показники для інших сфер. Що стосується виробничих приміщень та цехів, там є градація за рівнем точності виконуваних робіт. Залежно від цього освітленість може змінюватись від 50 до 5000 люксів і навіть більше. Причому, пред'являються вимоги як до місцевого, так і загального освітлення, обидва параметри однаково важливі.

Основні висновки

Таким чином, при організації освітлення у будинку, офісі або на виробництві потрібно враховувати такі показники, як Люмен та Люкс. Відмінність між ними в тому, що перша величина вказує на світловий потік освітлювального пристрою, а друга на рівень освітленості невеликої ділянки поверхні. Кількість Лм завжди вказується на упаковці лампочки. Щоб визначити кількість люксів, кількість люменів потрібно розділити на площу в м². Перекласти Люкси в Люмени можна за такою формулою: Лк х м ² = Лм. Для проведення розрахунків потрібно знати норму освітленості для різних типів приміщення та його площу. Потім залишається лише придбати необхідну кількість лампочок.