平方メートルあたりの光の計算方法。部屋の照度レベルの計算。種類、照明方式

正しい選択部屋の明るさは快適に過ごすための条件の一つとされ、明確に規格化されています。規制文書労働保護、多くの GOST、そしてもちろん一連の建築基準法および規制 No. 23-05-95 についても同様です。住宅の室内照度の計算は、設計段階で専門家によって実行され、新しい建物の承認中に、選定委員会によって指標を監視できます。実際、人の健康状態や視力の状態は家の照度レベルに依存するため、家の照度レベルを知ることも重要です。

照明レベルを理論的に決定する方法

照明を計算する方法は、結局のところ、特定の条件下で部屋を照らすために使用される 1 つのランプに必要な光束の値を、既知の特性で取得することになります。簡単に言えば、彼らは単純化されたモデル、つまり空の部屋の天井の下に電球を作成します。 SNiP の推奨事項から得たモデルに基づいて、特定のカテゴリーの敷地の照度レベル、ランプの光束とその出力が決定されます。

照明と光束を計算するには、次のことを知っておく必要があります。

特定のタイプの施設の照度の標準は、通常、参考書で、照度がルクス、Lux で測定される指数 E n で示されます。
部屋の総面積はS、単位はm2です。
3 つの補正係数 - k - 安全マージン、z - 光源の不均一性補正、n c - 光束利用効率係数。
照明器具の数は N で、1 つの器具に含まれる電球の数は n です。

ランプの光束を正しく計算するには、参照テーブルからデータを取得し、部屋の形状と光源の特性に関する情報を使用して、それらをよく知られた式に代入して、光束を決定する必要があります。光束の量。

光束の式は次のようになります。

F l =(E n ∙S∙k∙z)/(N∙n∙n c).

アドバイス！古い参考書を使用する場合は、指定された値の寸法に注意してください。

式を使用して計算した後、1 つのランプの光束の値をルーメンで取得します。残っているのは、適切なバージョンの光源を選択することだけです。同様に、照度を計算する逆問題も解決されます。つまり、特定の電球の光束 F l に関する既知のデータを使用し、他の特性と係数を知っていれば、次の式を使用して特定の条件の照度を計算することができます。 :

E n =(F l ∙N∙n∙ n c)/(S∙k∙z).

室内照度計算オプション

光量と照度の計算方法に複雑な点はありません。必要なのは、推奨事項に厳密に従い、参照テーブルからデータを正しく選択することだけです。たとえば、面積20m 2の普通の部屋を考えてみましょう。標準身長天井高は 250 cm 簡単にするために、天井は白のマットな質感で、壁には光沢のないベージュの無地のコーティングが施されていると仮定します。このデータはすべて、照度または照度を計算するために必要です。

照明器具は 5 つの電球で構成されたシーリングランプで、各電球は拡散白色のシェードで覆われています。ランプの平面の高さは 2.3 m です。

照明を計算するには、次の参照データが必要です。

照明器具の利用率に関する表形式の情報。
光束利用率の計算；
ムラ補正；
安全係数。

照明の量を決定するときの最初の点はテーブルから取得する必要があり、残りは部屋の特性に基づいて補正または簡単な計算によって取得されます。

照度を計算するための係数の選択方法

最も簡単なのは、ムラの補正と安全率を選択することです。最後のパラメータは、照度を計算する際に、塵の層の沈降によるランプの光束密度の低下を考慮するために使用されます。空気中の粉塵含有量が体積立方メートルあたり 1 mg 未満の住宅施設の場合、通電蛍光灯の値 1.2 が計算に採用されます。従来の白熱灯 1.1 および最も低温の低電圧 LED デバイスの場合、係数は 1 と見なされます。

ムラ補正は室内での作業の性質を考慮して行われます。白熱フィラメントを備えたランプの場合は 1.15、LED の場合は 1.1 です。

流量効率係数は、次の式を使用して指数を計算することによって決定されます。

I=S/((a+b)・h),

ここで、Sは部屋の床面積、a、b、hはそれぞれ長さ、幅、高さです。この例では、インデックスの計算により 0.9 単位の値が得られます。部屋の照明指数、反射率（白い天井面の場合 - 70%、ベージュの壁の場合 - 50%、灰色の床の場合 - 30%）を知って、天井のランプの位置を表から決定します。計算に必要な流量効率係数 n c = 0.51。

照明用のランプを選んでいきます

必要な係数の数値がわかったら、それをこの場合の光束の式に代入します。 F l =(E n ∙S∙k∙z)/(N∙n∙n c)=(150 * 20.0 * 1 * 1.1)/(1 * 0.51 * 5)=3176.25/2, 55=1245 Lm。これは、私たちが選択した部屋では、照明標準 E n = 150 ルクスで、1 つの LED ランプの光束は 1245 Lm である必要があることを意味します。計算を完了するには、適切な光源を選択します。2750K の最も暖かい白色から 4500K の最も冷たい白色まで、異なる光温度を持つ照明器具のいくつかのオプションを比較する必要があります。

この計算段階は最も労力を要します。最新の光源には主に 4 つのタイプがあります。

ハロゲン電球;
フィラメント付きランプ。
発光デバイス。
LED光源。

光出力または光束密度と消費電力との対応条件表がございます。この例では、テーブルデータが使用されました。最も一般的なフィラメントランプは、比較的柔らかく温かみのある光を生成しますが、発光効率が低くなります。照度の計算によると、1245 Lmの光束を提供するには、1300 Lmの光束を生成する100 Wの電球を使用できます。ハロゲン電球の中で最も特性が近い75Wの電球でも1125Lmですが、明らかに足りません。 20W、1170Lmの蛍光灯、12W、1170LmのLEDランプの特性が近いです。

最後のオプションを選択し、上記の式を使用して部屋の照明を計算します。 E n =(F l ∙N∙n∙n c)/(S∙k∙z)。その結果、SNiP 規格で許可されている 141 ルクスに等しい値が得られました。照度レベルは、リビングルームと寝室では 100 ～ 200 ルクス、キッチンでは 200 ～ 300 ルクス、バスルームとトイレでは 50 ～ 150 ルクスにする必要があります。必要に応じて、上記の方法論を使用して、さまざまな光源のさまざまな照明オプションを再計算できます。最も経済的なのは LED オプションで、12x5 = 60 W の消費で、ランプは 5850 Lm を生成し、これは白熱灯の 500 W の電力に相当します。

最も原始的な計算は、ルールを使用して実行できます。1 m 2 には、20 W の電力の光源が必要です。しかし、このような照明装置の電力の決定は、白い壁と天井があり、天井にランプが取り付けられている正方形の部屋でのみ行うことができます。その他の場合、誤差は 20% を超えます。

結論

SNiP で規定され、統計資料に基づいて照明を計算する方法論は、白熱灯と蛍光灯以外に選択肢がなかった時代にまとめられました。これらのルールのみに従っている場合、最も収益性が高く快適なのは、最高照射温度が4〜5千KのLEDランプであるはずです。実際には、そのようなランプは、長時間使用すると非常に刺激的で眩しいことが判明します。、そのため、所有者は、より快適であるとして意図的に暖かい白熱ランプを使用することがよくあります。照明の計算ではこれは考慮されていません。

LED ランプのコストの低下と電気料金の大幅な上昇により、LED ランプの人気は日に日に高まっています。このようなランプは、電気コストを大幅に削減する機会を提供するだけでなく、光スペクトルで日光に非常に近い敷地内の照明を組織することを可能にします。したがって、標準的な白熱電球の交換を計画する場合は、部屋の面積に基づいて LED ランプを計算することが現在最も適切です。

たとえば、トイレでは出力 60 W の白熱電球 1 つで十分であるが、リビングルームでは出力 100 W の同様の電球を 4 つ吊り下げられた電球にねじ込む必要があるという事実には誰もが慣れています。天井のシャンデリア。 LED 素子の場合、そのようなパラメータは受け入れられません。 LED光源を使用して照明システムを構成する場合、総光束を計算する必要があります。

記事上で：

さまざまな部屋の照明基準

原則として、部屋の目的に応じて照明を変える必要があります。明るい光はどんな仕事をするにも必要ですが、快適なリラックスには適していません。

SNiP基準による、さまざまな目的に応じたアパートの部屋の照明の程度:

廊下 - 100-200 Lx/m2;
ホール - 150 Lx/m2;
子供部屋 - 200 Lx/m2;
寝室 - 200 Lx/m2;
オフィス - 300 ルクス/m2;
キッチン - 150-300 Lx/m2;
バスルーム - 50-200 Lx/m2。

LEDランプの回収額の計算は、主に部屋の面積と天井の高さに依存します。また、照明のタイプ（主要か追加か、機能か装飾か）などの要素も考慮する必要があります。

重要！機能的な照明システムを構成する場合は、照明装置に十分な光束の明るさが必要です。装飾照明を整理する必要がある場合は、輝度の低いLED素子を使用する価値があります。

LEDランプによる照明計算例

X は、目的に応じた部屋のある程度の明るさ (Lx) です。
Y - 部屋の面積 (m2)。
Z - 天井高さの係数（補正）。部屋の天井の高さが 2.5 ～ 2.7 m の場合、その値は 1 として扱われます。 1.2の場合、天井の高さは2.7〜3メートルです。 1.5の場合は3〜3.5メートル。高さ 3.5 メートルを超える場合は 2 個。

電力に応じた LED の光束量:

電力、W	光束、Lm
3-4	250-300
4-6	300-450
6-8	450-600
8-10	600-900
10-12	900-1100
12-14	1100-1250
14-16	1250-1400

計算例

たとえば、面積25 m2、天井高2.8 mのホールの部屋の面積に基づいてLEDランプを計算してみましょう。

値を式に代入します = X*Y*Z = 150Ln/m 2 x25m2x1.2 = 4500 Lm

次に、上の表から選択します LED電球 4つのソケットを備えた天井シャンデリア用。私たちの場合、これらはそれぞれ 12 W の電力、1100 ルーメンの光束を持つランプです。これらは一緒に部屋に必要な照明を提供します。

インターネット上のオンライン計算機を使用してこの計算を実行することもできます。

覚えておくことが重要です! 部屋の主な照明を構成する場合、エリア全体に均一な光束の分布を達成することが非常に重要です。

たとえば、作成する必要がある場合、装飾照明複数のLEDシーリングライトを使用している部屋で最良の選択肢- それぞれ 5 W の電力を持つ LED 素子を備えた 8 つの埋め込み型照明装置を天井に均等に配置します。

計算には、かなり前から採用されているロシア国家向けの SNiP 標準が使用されました。実際には、これらの基準に従って計算された照明器具の数では、部屋を効果的に照らすのに十分ではない場合があります。したがって、取得した値を1.5倍にすることをお勧めします。
複数の低電力照明デバイスを使用して照明システムを構成する場合、すべてのランプが同時に使用できないように、複数のスイッチを取り付けることをお勧めします。より明るい照明が必要な場合は、それに応じて 2 番目のスイッチがオンになります。

郊外の温室用 LED 光源の計算土地の一画ダーチャの温室も同様の方法で作られています。計算例はインターネット上で自由に見つけることができます。

LiDS 照明デザインスクールの「照明の計算」コースで教わった、室内照明を手動で計算する方法を非常に簡単に説明します。

イルミネーションはどうあるべきなのか？
照明を計画するときは、まず基準を満たす目標照度を決定し、室内のランプが生成する必要がある全光束を計算する必要があります。
基準を決めるのは簡単です - SanPiN 2.21/2.1.1/1278-03「住宅および公共の建物の自然照明、人工照明、および複合照明の衛生要件」および SP 52.13330.2011 の表から建物のタイプを探すか、「自然照明および人工照明」、または住宅施設の照明 - 150 ルクス、またはコンピューターのあるオフィス施設 - 400 ルクスの基本要件に同意します。

必要光束の目安
デフォルトでは、照明計算は Dialux プログラムで行われます。しかし、データを「目で見て」推定値と比較するには、少なくともほぼ事前に結果を知っておく必要があります。
Wikipediaにも書いてありますが、面の平均照度はその面に入射する光束の面積に対する比率です。しかし、実際の部屋では、ランプの光束の一部は作業面に到達せず、壁で消えます。部屋の照度は、部屋の面積に対するランプの全光束の割合を補正係数「η」で表したものです。

作業面に到達する光の割合「η」は目視で推定できます。最も一般的な近似では、ある種のランプがある非常に平均的な部屋の場合、光の約半分が作業面に到達します。これは、非常に大まかな推定として係数 η = 0.5 を使用できることを意味します。
たとえば、20 m 2 の部屋では、光束 700 lm (60 W の白熱灯に相当) のランプは、照度 E = 0.5 × 700 lm / 20 m 2 = 18 ルクスを生成します。つまり、標準の 150 ルクスを達成するには、F = 700 lm × (150 ルクス / 18 ルクス) = 5800 lm、または 60 W の白熱電球 8 個に相当します。
(小さな部屋には 0.5 キロワットの白熱灯です。なぜ住宅用の照明基準が施設用よりもはるかに低いのか、そしてなぜ長い間誰も施設を白熱灯で照明しなかったのかは明らかです。)

より正確な手動計算方法
しかし、部屋には異なる壁、異なる形状、高い天井または低い天井があるため、補正係数は必ずしも 0.5 に等しいわけではなく、ケースごとに異なります。実際には 0.1 から 0.9 までです。 η = 0.3 と η = 0.6 の差がすでに結果の 2 倍の差を意味しているという事実にもかかわらず、
η の正確な値は、ソ連で開発された光束利用係数表から取得する必要があります。表の完全な説明は別の文書で提供します。ここでは、最も一般的なケースの表からの抜粋を使用します。天井、壁、床の反射率が 70%、50%、30% の標準的な明るい部屋の場合。また、天井に取り付けられたランプは、自分自身に向かって、そしてわずかに横に光ります (つまり、標準的な、いわゆる「コサイン」光度曲線を持っています)。

テーブル 1 光束利用率天井ランプ天井、壁、床の反射率がそれぞれ 70%、50%、30% である部屋のコサイン線図を使用します。

表の左の列には、次の式を使用して計算される部屋のインデックスが表示されます。

、ここで、Sは部屋の面積（m2）、AとBは部屋の長さと幅、hはランプと照度を計算する水平面間の距離です。
面積が20 m 2、壁が4 mと5 mで、テーブルの上にぶら下がっているランプの高さが2 mの部屋の作業面（テーブル）の平均照度に興味がある場合、部屋指数は i = 20 m 2 / ((4 m + 5 m) × 2.0 m) = 1.1 に等しくなります。部屋とランプが表のキャプションに示されているものに対応していることを確認すると、46% の光束利用率が得られます。乗数 η = 0.46 は、推測値 η = 0.5 に非常に近いです。全光束 700 lm の作業面の平均照度は 16 ルクスとなり、目標の 150 ルクスを達成するには、F = 700 lm × (150 ルクス / 16 ルクス) = 6500 lm が必要になります。
しかし、部屋の天井が 0.5 メートル高く、その部屋が「明るい」部屋ではなく、天井、壁、床の反射率が 50%、30%、10% の「標準」の部屋だった場合、光束利用率 η は (cm . 表の拡張版) η = 0.23 となり、照度はちょうど半分になります。

Dialux での計算の確認
ダイラックスで高さ 2.8 m、作業面の高さ 0.8 m、手動計算と同じ反射係数を持つ 4 × 5 m の部屋を構築してみましょう。そして、それぞれ 720 lm (1 円あたり 6480 lm) の古典的なコサイン線図を持つ 9 個の小さなランプを吊るします。

米。 1 例として、光束 720 lm のフィリップス BWG201 ランプとその古典的な「コサイン」配光

手動で見積もったように、作業面の平均照度は 150 ルクスになるでしょうか? はい、Dialux での計算結果は 143 ルクスであり (図 2 を参照)、家具や人物のいない空の部屋では 149 ルクスになります。照明工学では、10% 未満の違いがある値は同一とみなされます。

米。 2 ダイルクスでの計算の結果、作業面の平均照度 (安全係数 1.0 を使用) は 143 ルクスで、これは目標値 150 ルクスに相当します。

米。 3 人々が信じる美しい写真。

結論：
式 E = 0.5 × F / S による原始的な方法を使用した大まかな見積もりには 1 分、表を使用して利用率を明確にするのに 1 分かかります。さらに 3 分、トレーニング後の Dialux のプロジェクトの場合は約 20 分かかります。「美しさを調整する」場合は、さらに 20 分。 Dialux は非常に美しい写真を生成します (図 3 を参照)。人々がそれを信じているため、努力する価値があります。しかし、効率と人件費の比率という点では、手持ちの照明評価は他の追随を許しません。手動でのカウントはシンプルで信頼性が高く、工兵のシャベルのように効果的であり、自信と理解を与えます。

住宅敷地の適切に組織された照明は、家やアパートの快適な環境にとって最も重要な条件の1つです。さらに、それはアパートに住む人々の健康、感情状態、視力に直接影響を及ぼし、特に子供たちに当てはまります。一言で言えば、自分自身の感情（主観的には欺瞞的である可能性があります）や、ランプやランプを購入するときの節約の問題だけに焦点を当てて、この問題を放置するのは大きな間違いです。

照明計算の実行に関する一般的な概念

多くの人は、昔ながらの考え方で、必要な光量を生成するランプの能力はワットで測定されると信じています。これが、白熱電球が異論の余地なく優勢だった時代に根付いた習慣の結果であることは明らかです。たとえば、各所有者は、リビングルームには 100 ワットの電球が 2 つ必要で、廊下には 60 ワットの電球が 1 つあれば十分だと頭の中で大まかに想像しました。

ただし、ワットはエネルギー測定単位であり、単位時間あたりの電力消費量のみを指します。「論理的な橋」が形成されたばかりです。ワット数が多いほど、光は明るくなります。しかし、今日では、消費電力が非常に低く、発光効率が高いことを特徴とする多種多様な最新のランプが存在するため、このアプローチはまったく適用できません。

このような問題では、他の量でも機能します。表面照度はルクス (Lx) で測定され、光源によって生成される光束はルーメン (Lm) で測定されます。これらの特性は密接に相互関係しています。

1 ルーメンの光束を備えた光源は、この光束が均一に分布しており、1 の面積を提供します。平方メートル照度は1ルクス。

したがって、ルクスは部屋の照明（達成したいもの）の特性であり、ルーメンは光源を特徴付けるものであることが明らかになります。つまり、この基準に基づいてランプやランプを選択する必要があります。

アパートの敷地の照明基準は「天井から」取られるものではありません。現在の SNiP 05/23/95 によって規制されている推奨事項があります。

住宅用建物の敷地の種類	住宅用建物の敷地内の作業面の照度の基準、ルクス (SNiP 23-05-95 の推奨事項による)
リビングルーム：リビングルーム、ベッドルーム、ダイニングルーム	150
子供用	200
繊細な技術操作の実行、書類や書籍の操作など、視覚への負担が増大する作業が予想されるオフィスや作業場。	200 ÷ 250
キッチン	150
廊下、廊下	150
浴室、トイレ、共同浴室	150
エントランスロビー	30
入口の階段と踊り場	20
マンションの共用廊下や各階部分	20

実際の計算式:

Fl = (En × Sp × k × q) / (Nc × n × η)

式では、次の量が文字記号で示されます。

分子内:

フロリダ –必要な値: 照明器具に取り付けられた各ランプに必要な光束インジケーター (ルーメン)。

ヨン –特定の部屋の作業面の標準照度 (ルクス)。これらの規格は上の表に示されています。

スプ –必要なレベルの照明を達成する必要がある部屋の領域。ローカルランプを設置して特別な作業エリア（たとえば、ワークベンチまたはデスクトップのエリアにあるワークショップまたはオフィス）を作成することが目的の場合は、この専用エリアのエリアから続行できます。

k– 安全係数と呼ばれる補正係数。その値は、設置されているランプの種類（時間の経過とともに明るさが失われる可能性が考慮されます）と、部屋の特性（空気中のほこりの程度や高濃度の蒸気）によって異なります。清掃が常に行われ、大量の粉塵レベルが予想されない住宅施設の場合、安全係数は次の値となります。

— ガス放電ランプ – 1.2;

— ハロゲンランプおよび白熱灯 – 1.1;

— LED ランプ – 1.0。

q– さまざまな種類のランプのグローの特性を考慮したグロー不均一係数。

— ガス放電水銀ランプおよび白熱灯 – 1.15;

— LEDランプとコンパクトベースランプ蛍光灯（日常生活では省エネと呼ばれることが多いです） – 1.1.

分母では次のようになります。

ノースカロライナ州– インテリアデザインプロジェクトに従って部屋に設置されることになっているランプの総数。

n– 選択した各照明器具に取り付けられているランプの数

この作品を一言で言うと、 Nc×n部屋を照らすために使用されるランプの合計数を表示する必要があります。この問題に関しては、時にはある程度の柔軟性を示す必要があります。たとえば、中央に 3 アームのシャンデリア、周囲に 4 つのランプを含むアンサンブル全体を部屋に設置することが計画されています。これは、ランプの合計数が 7 個であることを意味し、計算機では 7 つのアームを備えた 1 つのランプ、または 7 つのシングルアームランプのいずれかを指定できます。

η – この値は光束利用率と呼ばれ、部屋の特性、使用されるランプの種類、設置場所を考慮して計算に大幅な調整が加えられます。

利用率は、最初に計算を使用して、次に特別なテーブルを使用して、個別に求める必要があります。

光束利用率の決定

これは、さまざまなタイプの照明器具の表に入力される計算値です。ただし、テーブルに「入る」には、まずもう 1 つのパラメータ、いわゆる部屋係数 i を見つける必要があります。

以下に示す式で求められます。

i = スプレッド/ ((a + b) × h)

私– 必要な部屋係数。

スプ– 部屋の面積、㎡;

とb– 部屋の直線寸法（長さと幅）、m。

h– 床レベルからのランプの高さ。これを天井の高さと混同しないでください。たとえば、ランプの吊り下げ長さが 0.7 m で天井の高さが 2.7 m の場合、h = 2.0 となります。

提案された計算機は、計算の実行に役立ちます。

部屋の照明が薄すぎたり、逆に明るすぎたりすると、人体に悪影響を与えることはすでにご存知でしょう。永遠の眠気に加えて、人工光や自然光の量が不十分であると、視力の低下や心理状態の混乱など、より深刻な危険が伴います。問題を解決するのは非常に簡単です。より適切なランプを設置し、各部屋の照明を適切に整理します。ただし、その前に、住宅の敷地にどのような照明基準が存在するかを調べる必要があります。これがまさにこれからお話しすることです。

SNiPは何と言っていますか？

既存の標準を規定する主な文書は SNiP ( 建築基準法とルール）。したがって、この文書によると、アパートと民家では次のルクス（Lx）の照度基準を遵守する必要があります。

屋根裏部屋と地下通路 – 20;
トイレ、シャワー、バス – 50;
ホール、廊下 – 50;
ワードローブ – 75;
浴場、プール – 100;
寝室、キッチン – 150;
子供用 - 200;
個人オフィス、図書室、ユーティリティルーム、ビリヤードのある部屋 - 300。

バスルームでは、オプションで人工照明を 100 ルクスまで増やすことができます。メイクアップや髭剃りには、SNiP 05/23/2010 で指定された値では不十分な場合があります。

提供された数値をより一般的な値に変換する方法を理解するために、1 ルクスは 1 ルーメン/部屋 1 平方メートルであることを覚えておいてください。各電球は光束 (ルーメン、Lm) などの特性を示す必要があります。あなたがする必要があるのは、まず居住空間（この場合は部屋の 1 つ）の標準照度を計算し、次にその値をルーメンに変換し、適切な電球を選択することだけです。例を挙げて計算技術を見てみましょう。

私たちは計算をします

面積が 20 平方メートルの寝室の照明の標準を調べる必要があるとします。まず最初に、この部屋の SNiP による基準と面積、つまり 150 * 20 を掛けます。合計で 3000 ルクスとなります。したがって、この値では、ランプの全光束は 3000 Lm になるはずです。あなたがしなければならないのは、あなたの生活空間に適切な電球を選ぶことだけです。たとえば、必要に応じて、それぞれ 12 W の電球を 3 つ使用できます。表によれば、合計で 3600 Lm 以下になります。

この計算は概算であるため、それぞれに意味があり、購入時に知ることができます。このようにして、室内の人工光を、SNiP による住宅用施設の照明基準で推奨されている種類のものにすることが簡単にできます。

ちなみに、この値は次のようにして測定できます。特別な装置- 以下のビデオで証明されているように、ルクスメーターは非常に簡単に使用できます。

測定作業

この問題について私が言いたかったのはこれだけです。家やアパートにどのような照明を設置すべきか、そしてワットとルーメンで適切なランプを選択する方法を理解していただければ幸いです。

平方メートルあたりの光の計算方法。 部屋の照度レベルの計算。 種類、照明方式