Com es calcula correctament la il·luminació de l'àrea de l'habitació

Molts sistemes són responsables de la comoditat a la llar. El subministrament d’aigua, el subministrament d’energia, la calefacció, la il·luminació fan que la vida de les persones sigui més còmoda, segura i fàcil. La llum afecta la salut psicològica i emocional d’una persona, la fatiga ocular i el valor del descans, per la qual cosa és important escollir correctament la llum de fons adequada. Per crear un sistema d’il·luminació d’alta qualitat, cal calcular el nombre de bombetes, determinar el nivell d’il·luminació requerit i realitzar altres càlculs.

Allò que es té en compte per calcular la il·luminació d’una habitació

La creació d’il·luminació d’alta qualitat a cada habitació depèn de diversos factors. Aquests inclouen l'àrea de l'habitació, la seva finalitat, la disposició dels mobles, la necessitat de zonificació, decoració i altres criteris.

Anteriorment, es feien càlculs per a cada sala específica tenint en compte la capacitat. Hem utilitzat taules en què, segons el tipus d’habitació, es calculava la potència total de les làmpades. Aquest mètode és incorrecte, ja que la potència és una unitat per calcular l'energia, no el flux lluminós. Hi ha una connexió entre aquestes dues quantitats, però no obeeix a una relació estricta que sigui adequada per a tots els aparells d’il·luminació. Aquest mètode només era adequat per a bombetes incandescents. Els aparells fluorescents, LED i altres consumeixen diferents quantitats d’electricitat i donen un nivell de brillantor diferent.

L’elecció de les fonts de llum es basa en el flux i la il·luminació lluminosos. Aquestes quantitats estan relacionades entre si. Un flux lluminós d'1 lm per a una superfície d'1 metre quadrat crea una il·luminació d'1 lux. Cada habitació té la seva pròpia norma.

Normes d’il·luminació

Les normes sanitàries prescrites als documents oficials SNiP i SanPiN requereixen el següent nivell d’il·luminació per a locals residencials:

• salons 150 lux;
• 200 lux infantils;
• aules, biblioteques 300 lux;
• espai per a dibuixos precisos 500 lux;
• cuina 150 lux;
• bany, lavabo 50 lux;
• sauna, bany 100 lux;
• passadís 50 lux;
• escala 20 lux;
• vestidor 75 lux%
• porxo 6 lux;
• plataforma al costat de l'entrada d'emergència 4 lux;
• camí a l'entrada de la casa per 4 metres 4 lux.

Els nivells d’il·luminació es consideren òptims i provats, per la qual cosa s’han de complir. Una il·luminació més o menys pot provocar una fatiga ràpida, la incapacitat per concentrar-se en el treball que s’està fent i un impacte negatiu en la psique humana.

Càlculs

Hi ha càlculs d’il·luminació interior simplificats. Estan relacionats amb l'àrea de l'habitació i el flux lluminós requerit. Multiplicant l'àrea pel flux de llum es dóna la il·luminació, a partir de la qual es pot calcular el nombre de llums requerit. De la mateixa manera, es realitza el càlcul de la potència d’il·luminació per àrea.

Exemple de càlcul: hi ha una sala d'estar de 15 m². Per il·luminar-lo, necessiteu 15x150 = 2250 lux. Les bombetes se seleccionen per a aquest valor. Si agafeu fonts de llum amb una il·luminació de 500 lux, necessitareu 5 làmpades per il·luminar la sala d’estar.

Aquests càlculs de llum per superfície no són del tot correctes, ja que no tenen en compte les característiques individuals de l'habitació. Una forma més precisa de calcular el flux lluminós d’una habitació és utilitzar la fórmula següent:

Fl = (En × Sp × k × q) / (Nc × n × η)

Aquest càlcul de llum inclou molts paràmetres, tenint en compte el tipus de làmpades utilitzades, el color de les parets, la presència o absència d’un plafond a la làmpada.

• Fl (lm) - el flux lluminós requerit que ha de tenir cada llum de la lluminària.
• Yong - la norma d’il·luminació, presa a la taula per a cada tipus de local.
• Esp - la superfície total de l'habitació.
• K És el factor de seguretat. Cada tipus de llum té el seu propi significat. Per a làmpades fluorescents 1.2, per a làmpades incandescents i halògenes convencionals 1.1, per a LEDs 1.
• q - coeficient de resplendor desigual. També és diferent per a diferents fonts de llum. Qualsevol làmpada incandescent 1.15, descàrrega de gas mercuri 1.15, fluorescent 1.1, LED 1.1.
• Nc - el nombre estimat de lluminàries.
• N - el nombre de bombetes d'una aranya.
• η - coeficient d’ús del flux lluminós. Aquest paràmetre té en compte moltes característiques de la sala, es pot determinar a partir de la taula. Depèn de la zona de l'habitació, l'alçada de la font de llum, la reflectivitat de les parets, el terra i el sostre, en funció del color de l'acabat.

Aquest valor només és adequat per a la il·luminació general. No es pot calcular el nivell d’il·luminació per a la il·luminació decorativa i d’accent.

Tots els càlculs anteriors es poden fer mitjançant calculadores en línia.

Característiques de la font de llum

Després de calcular el nivell d’il·luminació requerit, podeu procedir a l’elecció de les bombetes. Es seleccionen tenint en compte els criteris següents:

• Tipus de base. Depèn de quina s'utilitzi a la llum. En dispositius grans, es col·loquen les bases E; en il·luminació puntual, es poden utilitzar G i altres tipus.
• Consum energètic. Depèn del tipus específic de bombeta.
• Tensió d'alimentació. La tensió de xarxa és de 220 V, la freqüència és de 50 Hz. No totes les làmpades funcionen a aquesta freqüència; els dispositius de 12V i 24V requereixen un transformador descendent.
• Temperatura de colors. El rang òptim per a una habitació és de 2600 K a 5000 K. La llum càlida la donen les làmpades a 2600-3500 K, blanc clar de 3500-4000 K, freda 4000-5000 K.
• Flux de llum. Indica la intensitat amb què la llum il·luminarà la zona.

A les cases, per a la il·luminació general, s’utilitzen 4 tipus de làmpades: incandescents, halògenes, fluorescents, LED. Tots tenen les seves pròpies característiques, pros i contres.

Llums incandescents

Aquest és el tipus de bombeta més barata. Donen una agradable llum groga. Les làmpades incandescents ja han estat substituïdes gairebé per complet per altres fonts de llum, ja que són ineficaços. Els desavantatges inclouen una baixa eficiència, un alt consum d’energia, una vida útil curta, fragilitat i inseguretat.

Fonts halògenes

Tenen un disseny similar amb una làmpada incandescent, però tenen les seves pròpies característiques. En primer lloc, es tracta del matràs: és de vidre de quars. Li permet suportar altes temperatures, de manera que l’interior del matràs s’omple de vapors de iode, brom i altres halògens. La vida útil s’incrementa eliminant el filament fràgil, però queden molts desavantatges. A causa de l’ús de quars, el matràs no s’ha de tocar amb les mans nues. Les taques de greix fan que el vidre es faci prim i trencadís i pugui explotar.

Avantatges: gran varietat, major eficiència, rang de temperatura del color de 2800 a 3000 K.

Desavantatges: alta temperatura durant el funcionament, fragilitat, facilitat no ambiental, dificultat d’eliminació, alt consum d’energia.

Dispositius fluorescents

Aquest tipus estava representat anteriorment per llums de tub llarg. Ara hi ha models amb sòcols estàndard per a un cartutx normal. A la vida quotidiana, les bombetes fluorescents s’anomenen estalvi d’energia. Consisteixen en un bulb de vidre cobert amb un fòsfor a l’interior i farcit d’una barreja de gasos.

Avantatges: alta eficiència lluminosa, baix consum d’energia, llarga vida útil, ampli rang de temperatura de funcionament.

Inconvenients: presència de mercuri dins del matràs, complexitat d’eliminació, presència de radiació UV, parpelleig, posada en marxa llarga, un nombre limitat de cicles d’encesa i apagada.

LEDs

Les fonts de llum LED es consideren l’opció més exitosa per a la llar. No contenen substàncies nocives, només funcionen sobre la resplendor d’un cristall semiconductor. Tenen una àmplia gamma de colors, mides, formes.

Els avantatges inclouen baix consum d’energia, alta eficiència, durabilitat, lliure de parpelleig, seguretat, ampli rang de temperatura de funcionament i una gran varietat de temperatures de color. A causa de la poca calefacció, els LED es poden instal·lar als sostres elàstics sense por que es pugui deformar la tela. Quan es compra a un fabricant de renom en una botiga professional, es garanteix que la llum es pot canviar en cas de defecte de fabricació.

Les làmpades LED tenen un inconvenient important: el cost elevat. Els models econòmics no estaran fabricats amb materials de qualitat, de manera que les làmpades es cremaran ràpidament a causa de la manca de dissipació de calor suficient. A més, pot ser que un dispositiu de fabricació desconeguda no tingui controlador; aleshores la làmpada reaccionarà a les sobretensions i fallarà ràpidament.

Càlcul de la il·luminació LED

En calcular el nivell d’il·luminació creat per fonts LED, podeu utilitzar una fórmula senzilla:

Flux lluminós d'una bombeta = àrea d'il·luminació * nivell de llum de l'habitació / nombre de llums donats.

La il·luminació per metre quadrat és igual a:

Nivell d’il·luminació = nombre de llums * flux / àrea lluminosa de la sala.

El nombre de bombetes depèn del mètode d'instal·lació de llums i llums d'aranya. Si les llums s’han d’instal·lar en un aranya clàssica, s’ha de seleccionar el flux lluminós segons el nivell d’intensitat requerit. Si es munten fonts puntuals de llum al voltant del perímetre, el nivell d'intensitat s'ha de dividir pel flux lluminós de les làmpades. També s’ha de tenir en compte que les lluminàries d’un sostre estirable no s’han de situar a més de 25 cm l’una de l’altra.

L’angle d’il·luminació efectiu dels LED és de 120 graus. Per tant, és important assegurar-se que la llum s'estengui uniformement i que no hi hagi zones il·luminades de l'habitació. Això es pot aconseguir reduint proporcionalment la potència de cada bombeta.

També es té en compte l’alçada de la instal·lació. Els dispositius puntuals es col·loquen entre 20 i 30 cm més que les bombetes de l’aranya, de manera que la intensitat hauria de ser aproximadament un 20% superior.

Sovint, la substitució de fonts de llum clàssiques per unes de LED es realitza durant una revisió important o altres treballs de construcció. Com a resultat, pot resultar que no hi ha prou llum a l’habitació. El motiu principal és que en el càlcul de les lluminàries per a l'àrea de l'habitació no es van tenir en compte els coeficients de reflexió de les superfícies.

Els coeficients següents s’utilitzen per a diferents colors de les habitacions:

• superfície blanca: 70%;
• llum: 50%;
• gris: 30%;
• fosc: 10%;
• negre: 0%.

El coeficient de reflexió serà igual a la suma dels coeficients de terra, sostre i paret, dividit per 3. El valor mitjà resultant es pot utilitzar en el càlcul final.

Càlcul del nombre de llums LED d'una habitació amb sostre blanc, paper pintat gris i laminat clar

Reflectància mitjana = (0,7 + 0,3 + 0,5) / 3 * 1,2 = 0,6

Si a la sala s’instal·len dispositius LED amb un flux lluminós de 1200 lm, el flux lluminós requerit serà de 1200 * 0,6 = 720.

Per calcular quantes làmpades LED es necessiten per il·luminar una habitació de 20 metres quadrats, podeu utilitzar la fórmula: nivell d’il·luminació * àrea de l’habitació / flux lluminós. Aleshores per a la sala d'estar (il·luminació 150 lux) el nombre de làmpades de 20 W (dóna un flux lluminós de 250 lúmens) serà de 150 * 20/250 = 12 peces.

El càlcul de la potència de les làmpades LED per a una habitació és el següent: l'àrea es multiplica pel nombre de làmpades i per la potència de cada producte.