Способы расчета наружного освещения

Методы и формулы для расчета наружного освещения

Осветительные приборы для наружного освещения придомовой территории и улицы выполняют несколько важных функций, в том числе повышение безопасности жилой недвижимости.

Грамотно спроектированные системы для двора, направленные на основные объекты (ворота, калитка, забор), значительно снижают интерес со стороны злоумышленников, которые менее охотно будут думать над тем, чтобы посягнуть на ваше имущество. Прежде чем выполнить расчет уличного освещения, необходимо решить с месторасположением фонарей, а уже после прибегнуть к нескольким важным физическим формулам.

Настоятельно рекомендуем при выполнении расчетов брать данные из технической документации устанавливаемых приборов.

В зависимости от функционального предназначения современные системы уличного освещения делятся на два типа:

В первом случае нужно соблюдать определенную последовательность, а иногда — закономерность в распределении светильников по участку. Понадобятся приемы, используемые в ландшафтном дизайне. Что касается технического функционала устройств, то в данном случае речь идет уже о защитных особенностях оборудования.

Подбирайте осветительные приборы таким образом, чтобы при их эксплуатации чувствовать себя в полной безопасности и ощущать комфорт от пребывания на участке. Благодаря этому вы снизите риск получения травмы из-за неправильно поставленной ступни относительно ступеней крыльца или садовой дорожки.

Характеристики освещения

Начнем с того, что свет, который воспринимает человеческий глаз, находится на длине волны 380-780 нм. Существует восемь основных светотехнических характеристик, позволяющих описать освещение:

1. Световой поток — оптическое излучение, которое мы и называем светом. Измеряется в люменах и в формулах ниже будет обозначаться латинской буквой F. Чем выше значение светового потока, тем ярче будет освещение (при условии, что остальные характеристики равны).
2. Сила света представляет собой плотность светового потока в текущем пространстве относительно оси телесного угла. Обозначается буквой I, измеряется в канделах.
3. Телесный угол — W. Речь идет об определенном пространстве, расположенном внутри конической поверхности. Единица измерения — стерадианы.
4. Освещенность – числовое значение плотности потока света. Измеряется в люксах, обозначается буквой E.
5. Яркость — поверхностная плотность силы света. Для измерения используется соотношение кандел на квадратном метре, для обозначения — L.
6. Ослепленность — P, определяющая возможность прибора создать слепящий эффект.
7. Коэффициент пульсации — измеряется в процентах, используется для оценки глубины колебаний осветительного прибора. Обозначается буквой K.
8. Критерий дискомфорта — M. Позволяет оценить дискомфортную блескость, потенциально вызывающую резь в глазах в случае неравномерного распределения фонарей в области зрения человека.

Приборы измерения

Чтобы подсчитать освещенность на конкретном участке, применяют специальные приборы — люксметры. Одним из наиболее популярных устройств считается «Ю-116», которое может зарегистрировать освещенность при естественном свете или функционировании лампы накаливания. Это незаменимое оборудование, используемое в сельском хозяйстве, транспортной промышленности и т.д.

Пульсация и прочие характеристики измеряются аналого-цифровыми устройствами. Один из ярких примеров — пульсметр-люксметр «АРГУС-07». Он преобразует световой поток, излучаемый продолговатыми объектами, в электрические импульсы, которые будут пропорциональны освещенности. После этого происходит декодирование в цифровой код, что позволяет увидеть конечный результат на дисплее прибора.

Для чего нужен расчет

Несмотря на кажущуюся простоту уличного освещения, устанавливаемые на придомовой территории осветительные приборы нельзя размещать произвольно. Нужно ориентироваться не только на симметрию и моду, но еще и соблюдать несколько общих требований и рекомендаций.

Перед установкой опор для фонарей выполните точный расчет, благодаря которому вы обеспечите качественное и равномерное освещение всего пространства с использованием минимального количества светильников. Это сэкономит время и деньги!

Требования к освещению загородного дома

Сегодня системы уличного освещения обладают множеством полезных функций. Чего стоят одни датчики движения и уровня освещенности, позволяющие управлять светом в автоматическом режиме. Фонари могут включаться при регистрации движущегося объекта, понижении количества естественного света, открытии ворот или калитки, входной двери дома и т.д.

Важно! Чтобы создать максимально экономичную систему, рекомендуем устанавливать вкупе с датчиками движения светодиодные источники света.

Датчики движения удобны тем, что вы можете самостоятельно настроить их чувствительность, в том числе дальность реагирования на движущийся объект, яркость светового потока в зависимости от конкретной ситуации. Это очень важно, поскольку в случае повышенной чувствительности прибор может реагировать на пролетающих птиц или бегающую по двору собаку.

Расчет наружного освещения: методы и формулы

Ниже вы узнаете, как самостоятельно рассчитать освещение для улиц, придомовых территорий и проезжей части.

Освещение улицы, двора

Для подсчета необходимого числа светильников воспользуйтесь следующей формулой:

L = E*S*N*K / (F*X), где

• L — нужное число фонарей;
• Е — требуемая освещенность;
• S — площадь освещаемой территории;
• N — уровень неравномерной освещенности;
• K — критерий учета продолжительной эксплуатации;
• F — световой поток;
• X — отражающие способности объектов.

Значение перечисленных характеристик лучше всего искать в техпаспорте осветительного оборудования. А теперь давайте предположим, что нужно выполнить расчет требуемого числа фонарей для придомовой территории общей площадью 100 кв. м. Лучше всего подойдут светодиодные прожекторы, поэтому ниже будем использовать их технико-эксплуатационные характеристики.

Для начала высчитаем значение светового потока, который будет равен мощности прибора (30 Вт), помноженной на светимость (70 лм/Вт). В итоге получаем 2100 лм. Далее находим значение отражающих способностей, а поскольку двор покрыт светло-серым асфальтом, то параметр будет равен 50 %. Норма освещения (E) составляет 10 лк. N и K берем равными 1,1 и 1,2.

Подставляем данные параметры в формулу и получаем итоговое значение:

L = 10*100*1,1*1,2 / (2100*0,5)

В данном случае вам будет достаточно установить два светодиодных светильника уличного типа мощностью 30 Вт, но при этом нужно не забывать о зоне прямой видимости. Прожектор не сможет качественно осветить территорию, расположенную позади или с другой стороны дома.

Для более точных расчетов нужно использовать еще несколько характеристик, включая коэффициент потерь в сети.

Освещение проезжей части

Что касается проезжей части, то здесь обычно требуется вычислить расстояние между опорами с фонарями, высота которых достигает 9 м. Нам также известно, что ширина дорожного полотна составляет 6 м.

Для этого будет использоваться следующая формула:

• F — необходимое расстояние,
• L — коэффициент яркости дорожного покрытия,
• K — коэффициент накаливания,
• π — число Пи,
• N — параметр светового потока.

В зависимости от используемых ламп, подставляем нужные характеристики. Предположим, что коэффициент покрытия равен 0,5 кд/м2, разница между шириной трассы и высотой фонарных столбов — 6/9 (0,66), коэффициент светового потока — 0,05. В результате имеем:

F = 0,5*1,5*3,14/0,05 = 47,1 м.

Практическое применение указанных формул расчета уровня уличного освещения существенно усложняется поиском нужных величин для подстановки. Если хотите получить гарантированно точный конечный результат, позволяющий грамотно расположить наружные светильники по придомовому участку, лучше всего обратиться к специалисту.

Конечно, можно все сделать наобум, но в таком случае вы потеряете возможность создания максимально эффективной и экономичной системы наружного освещения.

Источник

Расчет наружного освещения – эстетика и безопасность улиц

Если вам комфортно передвигаться по ночному парку, идти домой поздно с работы или парковать машину у дома в темное время суток, значит расчет уличного освещения был выполнен правильно. Расстановка осветительных приборов вне помещений производится только после создания проекта, основанного на грамотных подсчетах. Так на основе рациональных решений создается комфортные световые решения, безопасные места для прогулок и интересный дизайн объектов городской инфраструктуры.

С чего начать расчет наружного освещения улицы?

Комфорт и безопасность – понятия хоть и относительные, но имеют определенные показатели. Не стоит гадать, какой уровень освещенности потребуется для улицы. Достаточно обратиться к нормативным документам.

Согласно ГОСТ Р 55706-2013 объекты улично-дорожной сети делятся на классы, каждый из которых требует определенную яркость искусственного света. Показатель измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м.кв). Кандел является единицей силы света.

· Класс А (1,2-2,0 кд/м.кв) включает дороги с интенсивным движением транспорта (магистрали, федеральные трассы).

· Класс Б (1-1,2) объединяет пути городского и районного предназначения.

· Класс В (0,4-0,8) состоит из дорог в жилой застройке в центре города и за его пределами, а также промышленных зонах.

· Класс П (0,1-0,3) включает пешеходные улицы, аллеи, тротуары, площади перед зданиями общественного пользования.

Найти в данном ГОСТе можно и информацию относительно средней освещенности объектов, измеряемой в Люксах (лк).

Значения для наиболее востребованных объектов:

· Площадь перед входом в развлекательное здание – 20,

· Пешеходные улицы и детские площадки – 10,

· Вход в парк или на стадион – 6,

· Центральные и второстепенные аллеи парков – 2.

Еще один документ, который поможет рассчитать уличное освещение – это СНиП 23-05-95. Здесь указаны значения горизонтальной освещенности (лк) многих объектов городской инфраструктуры:

· Мостики для пешеходов – 10,

· Спортивные площадки – 10,

· Подходы к различным площадкам – 4,

· Площадь торгового центра – 4.

СНиП 23-05-95 также полезен для расчета наружной освещенности фасадов и витрин с учетом требований к яркости фасада и степенью отражения в зависимости от материала отделки.

Методы расчета наружного освещения

Сегодня на практике используется три метода светотехнического расчета наружного освещения:

· Точечный – суть метода заключается в вычислении показателей для каждого устанавливаемого источника света. Его преимущество – в возможности рассчитать неравномерный свет. А его главный недостаток – в трудоемкости. Этот ручной способ требует особого внимания и педантичности проектировщика.

· С коэффициентом светового потока – еще более трудоемкий метод, берущий во внимание отражаемость предметов, распределение излучения, использование светового потока. Чаще используется для проектирования внутреннего света.

· Метод удельных мощностей – наиболее популярный среди ручных способов благодаря своей простоте (относительно предыдущих двух вариантов). С его помощью можно найти требуемое количество осветительных приборов, базируясь на нормативных показателях и простых исходных данных.

В зависимости от поставленной задачи можно использовать различные формулы. Математические вычисления нужны не только для того, чтобы в итоге соблюсти нормы освещенности, но и использовать необходимое число осветительных приборов. Ведь каждый лишний элемент – это не только затраты на его покупку, но и издержки на установку и обслуживание.

Пример светотехнического расчета наружного освещения территории детской площадки у дома

Допустим, вы планируете переезд в таунхаус, где есть свободных 150 квадратных метров для игровой площадки, осталось только ее оборудовать и установить определенное количество фонарей. Но какое?

Рассчитаем по формуле:

L = E*S*N*K / (F*X), где

L – искомое количество осветительных приборов.

E – освещенность (лк). Сразу подсмотрим в СНиП и возьмем число 10.

S – площадь, которая по условию равна 150 м.кв.

N – коэффициент неравномерной освещенности. По сути, это отношение максимальной освещенности к минимальной. Для разных типов ламп установлены его различные значения: 1,15 для ламп накаливания, 1,1 – люминесцентных, 1 – зачастую используют для светодиодных.

K – еще один полезный коэффициент, помогающей учесть уменьшение яркости лампы из-за загрязнения, запыления или затертости стекла при длительной эксплуатации. Значение зависит от многих факторов, начиная от типа ламп и заканчивая степенью запыленности пространства. Предположим, что таунхаус находится в чистом районе, тогда K будет равен: 1,5 для ламп накаливая, 1,4 для газоразрядных, 1 для светодиодных. Значение этого коэффициента – еще один повод выбрать светодиодный вариант. Ведь итоговое количество будет меньшим, а значит и затраты на установку тоже ниже. Хорошим вариантом станут светильники для улиц Ziverd.

F – световой поток одного светильника. Это числовое выражение количества излучаемого света, измеряется в Люменах (лм). Обычно указывается в технической документации к прибору. Если не можете найти это значение, можно умножить мощность лампы на коэффициент светимости. В нашем случае показатель указан производителем и равен 3735 лм.

X – коэффициент, который определяется, исходя из отражающей способности объектов и строений на территории обустраиваемой площадки. Для его поиска можем обратиться все к тому же СНиПу. Предположим, что равномерности распределения света будет мешать лишь фасад дома, оформленный розовым силикатным кирпичом. В таком случае на место «X» подставим 0,3.

Данные известны, переходим к расчету освещения уличным светильником детской площадки:

L = 10*150*1*1 / (3735*0,3) = 1,34.

Таким образом, можно установить один светильник указанной мощности, либо два меньшей мощности.

Пример расчета уличного освещения проезжей части в зоне жилой застройки

В основе расчета светодиодного уличного освещения автомобильной дороги лежит поиск расстояния между фонарями. Допустим, ширина дороги оставляет 6 метров, а устанавливаются консольные светильники Ziverd на столбы высотой 9 метров.

Формула достаточно простая:

F – искомое расстояние в метрах.

L – яркость дорожного покрытия. Рассчитываемая дорога относится к классу В3, для которой яркость покрытия равна 0,6 кд/м.кв.

K – коэффициент накаливания, который для светодиодного прибора равен 1.

N – коэффициент светового потока, который составит 0,05.

Расчет уличного освещения светодиодными светильниками с числовыми данными:

F = 0,6*1*3,14/0,05 = 37,68.

Таким образом, фонари нужно устанавливать каждые 37,68 метра.

Альтернативы ручному расчету уличной освещенности

Чтобы реальность после установки фонарей или прожекторов соответствовала ожиданием, необходимо учитывать массу факторов. На итоговый результат могут повлиять свойства ламп, угол наклона опор, нацеливание и ослепленность, варианты размещения светоприборов и многое другое. Учесть большое количество факторов и минимизировать ошибку помогают программные продукты.

Самые популярные среди проектировщиков:

· Dialux – способен учитывать даже погодные условия, строить 2-мерные и 3-мерные модели, создавать видео-визуализацию.

· Light-in-Night Road – мощный инструмент для онлайн расчета уличного освещения различных объектов от локальных автодорог до многоуровневых дорожных развязок, магистралей и эстакад.

· NanoCAD – позволяет делать точные вычисления и создавать проектную документацию, имеет достаточно простой интерфейс.

Перечисленные сервисы имеют как бесплатные, так и коммерческие версии, дополнены базами светильников, открывают широкие возможности визуализации. Программы – это еще отличная возможность для проверки и анализа правильности проделанных вычислений. Кроме того, их использование необходимо, когда речь идет об индивидуальном проекте, например, парка отдыха с уникальной планировкой и персональным ландшафтным дизайном.

Еще одна альтернатива использования формул – калькулятор уличного освещения. Достаточно ввести необходимые параметры, и через пару секунд вы получите искомый результат.

Как проверить правильность расчета светильника наружного освещения?

Независимо от того, использовали вы ручной метод, или онлайн калькулятор, главное – результат. Визуально достаточно сложно определить, что нормы были соблюдены. Даже если глазам комфортно первое время, слишком яркий или тусклый свет может быстро надоесть или навредить.

Для проверки освещенности используют люксметры. Достаточно включить прибор, и он преобразует световую энергию в ток, показав на дисплее точное значение. Существуют также модели, измеряющие яркость света.

О преимуществах светодиодных уличных светильников

Как упоминалось выше, коэффициенты неравномерной освещенности и уменьшения яркости ниже для LED-ламп. Кроме того, имея мощность ниже, чем у люминесцентных и ламп накаливания, они обеспечивают больший световой поток.

Широкий ассортимент светодиодных приборов открывает возможности для светодизайна. А комплектация датчиками движения экономит энергоресурсы. Главное, их правильная настройка с учетом потока трафика, интенсивности движения на пешеходных зонах, вероятности перемещения птиц и животных.

LED-технология имеет длительный срок службы, а значит расходы на замену ламп будут ниже. И самое главное, LED – это инвестиция в экологическое будущее. Не имея никаких вредных материалов, они безопасны для окружающей среды и не требуют дополнительных затрат на утилизацию.

Доверяйте современным технологиям – создавайте качественные световые решения!

Источник