Правильный расчет наружного освещения светодиодными светильниками

Общие сведения

Приведенные здесь данные для дорог внутри населенных пунктов основаны на СП 52.13330.2016, вне населенных пунктов — на ГОСТ Р 58107.1-2018. Особенности монтажа систем освещения — по действующей редакции ПУЭ (седьмая редакция). Большинство требований имеют статус обязательных, но только при проектировании новых или реконструкции существующих систем освещения. Выбор применяемых нормализованных значений основан на категориях объектов. Поэтому, прежде чем искать искомое значение, необходимо определить класс или категорию дороги в соответствии с имеющейся документацией. Если это невозможно, в качестве ориентира можно использовать самые простые показатели: количество полос движения, наличие или отсутствие разделительной линии и предполагаемую пропускную способность.

Также следует учитывать, что для дорог с нестандартной геометрией или с покрытием, отличным от асфальтобетона (брусчатка, цементобетон), а также для дорог, расположенных в северной строительно-климатической зоне Азиатской части России (см рисунок), средняя яркость, а также ее общая и продольная однородность не нормируются

Для чего он нужен расчёт?

Приборы уличного освещения расположены не произвольно, как думают многие. А не в соответствии с законами симметрии или модными тенденциями. Перед установкой столбов с фонарями производится точный технический расчет, который правильно называется расчетом наружного освещения.

Точный и профессионально выполненный светотехнический расчет поможет осветить всю необходимую площадь светом при минимальном количестве светильников. А это сэкономит вам время и деньги.

С чего начать расчет наружного освещения улицы?

Комфорт и безопасность понятия относительные, но у них есть определенные показатели. Не угадать, какой уровень освещения требуется для улицы. Достаточно обратиться к нормативным документам.

Согласно ГОСТ Р 55706-2013 объекты дорожной сети делятся на классы, для каждого из которых требуется определенная яркость искусственного освещения. Показатель измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м.кв). Кандель – это единица силы света.

Методы расчета наружного освещения

На сегодняшний день на практике применяют три метода светового расчета наружного освещения:

Точечный – суть метода заключается в расчете показателей для каждого установленного источника света. Его преимуществом является возможность расчета неравномерного освещения. И его самый большой недостаток — сложность. Этот ручной метод требует от дизайнера особого внимания и педантичности.

С коэффициентом светового потока — еще более трудоемкий метод, учитывающий отражательную способность предметов, распределение излучения, использование светового потока. Чаще используется для оформления внутреннего освещения.

Метод удельной силы является наиболее популярным среди ручных методов благодаря своей простоте (по сравнению с двумя предыдущими вариантами). С его помощью можно найти необходимое количество светильников, исходя из стандартных показателей и простых исходных данных.

В зависимости от задачи можно использовать разные формулы. Математические расчеты необходимы не только для окончательного соблюдения норм освещения, но и для использования необходимого количества светильников. Ведь каждый дополнительный элемент – это не только стоимость покупки, но и стоимость установки и обслуживания.

Характеристики освещения

Начнем с того, что свет, воспринимаемый человеческим глазом, находится на длине волны 380-780 нм. Существует восемь основных свойств света для описания освещения:

1. Световой поток — оптическое излучение, которое мы называем светом. Он измеряется в люменах и в приведенных ниже формулах будет обозначаться латинской буквой F. Чем выше значение светового потока, тем сильнее будет освещение (при прочих равных условиях).
2. Интенсивность света — это плотность светового потока в текущем пространстве относительно оси телесного угла. Обозначается буквой I, измеряется в канделах.
3. Весь угол равен W. Мы говорим о некотором пространстве, которое лежит внутри конической поверхности. Единица измерения – стерадиан.
4. Освещенность – это числовое значение плотности светового потока. Измеряется в люксах, обозначается буквой Е.
5. Яркость – это поверхностная плотность интенсивности света. Для измерения используется отношение кандел на квадратный метр, для обозначения — Л.
6. Слепота — P, определяющая способность юнита создавать ослепляющий эффект.
7. Коэффициент пульсации – измеряется в процентах, используется для оценки глубины вибрации осветительного прибора. Обозначается буквой К.
8. Критерий дискомфорта — М. Позволяет оценить неприятные блики, потенциально способные вызывать резь в глазах в случае неравномерного распределения света в поле зрения человека.

Приборы измерения

Для расчета освещенности в определенной местности используются специальные единицы измерения – люксметры. Одним из самых популярных приборов является Ю-116, который может обнаруживать освещенность при естественном освещении или работе лампы накаливания. Это незаменимое оборудование, используемое в сельском хозяйстве, транспортной отрасли и т.д.

Пульсации и другие характеристики измеряются аналого-цифровыми приборами. Один из ярких примеров – пульсометр-люксметр АРГУС-07. Он преобразует световой поток, излучаемый вытянутыми предметами, в электрические импульсы, пропорциональные освещенности. После этого происходит декодирование в цифровой код, что позволяет увидеть конечный результат на экране устройства.

Для чего нужен расчет

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

Перед установкой фонарных опор сделайте точный расчет, благодаря которому вы обеспечите качественное и равномерное освещение всего помещения, используя минимальное количество светильников. Это сэкономит время и деньги!

Требования к освещению загородного дома

Сегодня системы уличного освещения имеют множество полезных функций. Какие есть датчики движения и уровни освещенности, позволяющие управлять светом в автоматическом режиме. Свет может включаться при обнаружении движущегося объекта, уменьшении количества естественного света, открытии калитки или калитки, входной двери дома и так далее

Важно! Для создания максимально экономичной системы рекомендуем устанавливать светодиодные источники света совместно с датчиками движения.

Датчики движения удобны тем, что можно самостоятельно регулировать их чувствительность, в том числе диапазон срабатывания на движущийся объект, яркость светового потока в зависимости от конкретной ситуации. Это очень важно, так как при повышенной чувствительности прибор может среагировать на летающих птиц или бегущую по саду собаку.

Читайте также: 5 мифов о кабеле

Пример светотехнического расчета наружного освещения территории детской площадки у дома

Допустим, вы планируете переехать в таунхаус, где есть свободные 150 квадратных метров под детскую площадку, осталось только обустроить ее и установить определенное количество светильников. Но что?

Рассчитать по формуле:

L = E*S*N*K / (F*X), где

L – желаемое количество светильников.

Е — освещение (лк). Посмотрим сразу в СНиП и возьмем цифру 10.

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

N – коэффициент неравномерности освещения. По сути, это отношение максимальной освещенности к минимальной. Для разных типов ламп устанавливаются разные значения: 1,15 для ламп накаливания, 1,1 для люминесцентных ламп, 1 – часто используется для светодиодных ламп.

K — еще один полезный фактор, помогающий учесть затемнение лампы из-за грязи, пыли или износа стекла в результате длительного использования. Значение зависит от многих факторов, от типа ламп до степени запыленности помещения. Если предположить, что рядный дом находится в экологически чистом районе, то К будет равен: 1,5 для ламп накаливания, 1,4 для газоразрядных, 1 для светодиодных. Значение этого коэффициента является еще одной причиной выбора светодиодного варианта. Ведь конечная сумма будет меньше, а значит, и затраты на монтаж ниже. Уличные фонари Ziverd – хорошая альтернатива.

F — световой поток лампы. Это числовое выражение количества излучаемого света, измеренное в люменах (лм). Обычно указывается в технической документации на устройство. Если вы не можете найти это значение, вы можете умножить мощность лампы на коэффициент освещенности. В нашем случае показатель указан производителем и равен 3735 лм.

Х — коэффициент, который определяется исходя из отражательной способности объектов и зданий на территории застраиваемого района. Для его поиска можем обратиться к тому же СНиПу. Предположим, что только фасад дома, отделанный розовым силикатным кирпичом, будет нарушать равномерность светораспределения. В этом случае мы подставляем 0,3 вместо «X.

Данные известны, приступаем к расчету освещения уличного фонаря для детской площадки:

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

Таким образом, можно установить одну лампу указанной мощности, либо две меньшей мощности.

Пример расчета уличного освещения проезжей части в зоне жилой застройки

Расчет светодиодного уличного освещения на автомагистрали основан на поиске расстояния между светильниками. Допустим, ширина дороги 6 метров, а консольные светильники Ziverd установлены на столбах высотой 9 метров.

Формула довольно проста:

F = L*K*π/N, где

F – желаемое расстояние в метрах.

L — яркость дорожного покрытия. Расчетная дорога относится к классу В3, где яркость дорожного покрытия составляет 0,6 кд/м2.

К — коэффициент свечения, который для светодиодного блока равен 1.

пи = 3,14.

N – коэффициент светового потока, который будет равен 0,05.

Расчет уличного освещения светодиодными светильниками с числовыми данными:

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

Поэтому фонари необходимо устанавливать через каждые 37,68 метра.

Альтернативы ручному расчету уличной освещенности

Чтобы реальность после установки фонарей или прожекторов соответствовала ожиданиям, необходимо учитывать множество факторов. На конечный результат могут влиять характеристики ламп, угол наклона опор, направленность и ослепляемость, варианты размещения светильников и многое другое. Программные продукты помогают учесть большое количество факторов и минимизировать погрешность.

Наиболее популярны среди дизайнеров:

• Dialux — умеет учитывать однородные погодные условия, строить 2-х и 3-х мерные модели, создавать видео визуализацию.
• Light-in-Night Road — мощный инструмент для онлайн-расчета уличного освещения различных объектов от местных магистралей до многоуровневых перекрестков, магистралей и переходов.

NanoCAD — позволяет производить точные расчеты и создавать проектную документацию, имеет достаточно простой интерфейс.

Перечисленные сервисы имеют как бесплатную, так и коммерческую версии, дополненные ламповыми патронами, и открывают широкие возможности визуализации. Программы также являются отличной возможностью проверить и проанализировать правильность выполненных расчетов. Кроме того, его использование необходимо, когда речь идет об индивидуальном проекте, например, о парке отдыха с уникальной планировкой и личным ландшафтным дизайном.

Другой альтернативой использованию формул является калькулятор уличного освещения. Достаточно ввести необходимые параметры, и уже через пару секунд вы получите желаемый результат.

Как проверить правильность расчета светильника наружного освещения?

Вне зависимости от того, использовали ли вы ручной метод или онлайн-калькулятор, самое главное – это результат. Визуально довольно сложно определить, что нормы соблюдены. Даже если поначалу глазам комфортно, слишком яркий или тусклый свет может быстро утомить или причинить боль.

Люксметры используются для контроля освещения. Достаточно включить прибор и он будет преобразовывать световую энергию в электрическую, показывая точное значение на экране. Есть также модели, которые измеряют яркость.

О преимуществах светодиодных уличных светильников

Как было сказано выше, неравномерность освещения и условия диммирования ниже для светодиодных ламп. Кроме того, они имеют меньший эффект, чем люминесцентные лампы и лампы накаливания, и обеспечивают больший световой поток.

Широкий выбор светодиодных светильников открывает возможности для светового дизайна. Полный комплект датчиков движения экономит электроэнергию. Самое главное – правильная их настройка с учетом потока транспорта, интенсивности движения в пешеходных зонах, вероятности перемещения птиц и животных.

Светодиодная технология имеет долгий срок службы, а это означает, что затраты на замену ламп ниже. И самое главное, светодиоды — это инвестиции в экологическое будущее. Не содержащие вредных материалов, они безопасны для окружающей среды и не требуют дополнительных затрат на утилизацию.

Итог

Сегодня осветительные приборы с датчиками движения используются для освещения частных и общественных помещений. Новый технический элемент получил широкое распространение благодаря своей экономичности. Такие лампы включаются автоматически при открывании ворот, дверей, обнаружении движения на достаточно большом расстоянии.