Непрямое (отраженное)
Световой поток направляется на стены и потолок, откуда он отражается, создавая равномерное освещение. Такой световой сценарий можно создать с помощью небольших потолочных светильников, размещенных по периметру помещения. Пространство будет казаться прозрачным и невесомым, а главное — очень комфортным. Схожего результата можно добиться, расположив в комнате один или несколько торшеров с плафонами, направляющими свет в потолок.
1 из 2
На фото:
Кажется, что светится не лампочка, а стена, на которую попадают ее лучи: такую зрительную иллюзию создает светильник отраженного света.
Таблицы норм освещенности различных помещений
Для каждого типа помещений установлены четкие нормы минимальных значений уровня освещенности и максимально допустимые показатели коэффициента пульсации освещения.
Таблица 1 – Нормы освещенности для торговых помещений
| Тип помещения | Уровень освещенности рабочего места, лк | Максимальное значение коэффициента пульсации, % |
| Торговые залы в продуктовых магазинах | 300 | 15 |
| Торговые залы в магазинах самообслуживания | 400 | 10 |
| Отделы стройматериалов, сантехники, спорттоваров | 200 | 20 |
| Отделы посуды, канцтоваров, мебели, одежды, игрушек | 200 | 20 |
| Примерочные | 300 | 20 |
| Помещения инкассации | 300 | 15 |
Освещение торгового зала
Таблица 2 – Нормы освещенности для школы
| Тип помещения | Уровень освещенности, лк | Максимальное значение коэффициента пульсации, % |
| Класс для занятий | 400 | 10 |
| Лаборатория | 400 | 10 |
| Учебная аудитория | 400 | 10 |
| Кабинет труда для мальчиков | 300 | 15 |
| Компьютерный класс | 400 | 15 |
| Коридор, лестница | 150 | – |
| Спортзал | 200 | 20 |
| Кабинет труда для девочек | 400 | 10 |
| Актовый зал | 200 | – |
| Кабинеты преподавателей | 300 | 15 |
| Кабинет черчения | 500 | 10 |
Таблица 3 – Нормы освещенности для детских садов
| Тип помещения | Уровень освещенности, лк | Максимальное значение коэффициента пульсации, % |
| Приемная, коридор | 200 | 15 |
| Раздевалка | 200 | 15 |
| Группы, зал для занятий музыкой, игровые комнаты | 400 | 10 |
| Спальные комнаты | 150 | 15 |
| Медицинский кабинет | 200 | 15 |
| Изолятор для заболевших детей | 200 | 15 |
Таблица 4 – Нормы освещенности для жилых помещений
| Тип помещения | Уровень освещенности, лк | Максимальное значение коэффициента пульсации, % |
| Жилые комнаты | 150 | 20 |
| Кухня | 150 | 25 |
| Ванная | 50 | – |
| Коридор | 50 | – |
| Туалет | 50 | – |
| Вестибюль, прихожая | 30 | – |
| Лестницы | 20 | – |
Таблица 5 – Нормы освещенности для медицинских учреждений
| Тип помещения | Уровень освещенности, лк | Максимальное значение коэффициента пульсации, % |
| Кабинеты врачей-специалистов | 500 | 10 |
| Кабинеты врачей терапевтов в поликлинике | 300 | 15 |
| Темная комната в кабинете окулиста | 20 | 10 |
| Помещение операционной | 500 | 10 |
| Родовая комната | 500 | 10 |
| Комнаты функциональной диагностики | 300 | 15 |
| Рентгенкабинет | 50 | – |
| Помещение флюорографии | 200 | 20 |
| Вспомогательные помещения | 75 | – |
| Детские палаты | 200 | 15 |
| Палаты для взрослых пациентов | 100 | 15 |
| Лаборатории | 500 | 10 |
Таблица 6 – Нормы освещенности для автомойки
| Тип помещения | Уровень освещенности, лк | Максимальное значение коэффициента пульсации, % |
| Моечный бокс | 300 | 15 |
| Технические помещения | 75 | 20 |
| Кабинет для персонала | 150 | 15 |
| Комната администратора | 300 | 10 |
| Помещение для клиентов | 200 | 15 |
Огромное значение уделяется контролю над наличием пульсации от источников освещения в офисных помещениях, подробнее об этом можно прочитать тут
Нормы освещения производственных помещений и цехов устанавливают четкие значения минимального количества люксов в зависимости от особенностей производственного процесса, все самое важное по этой теме можно прочитать тут
Способы автоматической оптимизации освещения в жилых помещениях
Несмотря на то, что теоретически всеми этими способами можно воспользоваться без помощи профессионалов, они не являются такими уж простыми. Крайне велика вероятность ошибиться и создать недостаточно или слишком яркое освещение.
Проще и качественнее оптимизировать освещение автоматически с помощью датчиков освещенности. Эти устройства определяют текущий уровень освещенности и, если он ниже заданного порога, включают светильники.
Еще один способ организовать равномерное освещение в комнате – использовать комбинированные диммирующие датчики присутствия и диммируемые светильники. Подойдет, например, датчик PD4-M-2C-DUO.
Благодаря двум подвижным сенсорам освещенности эта модель позволяет измерять освещенность в конкретном месте, например, у окна. За счет этого у диммируемых светильников настраивается разная яркость – и каждая зона получает достаточное количество искусственного света.
При этом вы не тратите лишнюю электроэнергию, а соответственно, и деньги.
Создать равномерное освещение в доме в соответствии с заданными нормами вам помогут специалисты компании B.E.G. Обратитесь к нам, чтобы получить бесплатную консультацию профессионалов.
Не забывайте подписываться на наш блог и читать интересные статьи об автоматизации освещения.
Особенности использования светодиодных ламп
Лидирующее место занимают LED-лампы, применяемые в современном освещении. В конструкцию входят от одного до нескольких светодиодов сразу. На первый взгляд это обычная лампа, но наличие электрической схемы и светоизлучающих элементов в сочетании с оптической системой обеспечивает иное качества излучения света. Изменяя количество светодиодов, можно менять мощность, применение разных оптических решений линзы позволяет фокусировать или рассеивать поток.
LED-лампы обладают рядом достоинств:
- отсутствие ультрафиолетовой части спектра;
- пульсация некоторых моделей менее 1%;
- экономичность;
- низкая теплоотдача;
- срок службы 100 000 ч.;
- минимальные размеры;
- мгновенное включение в полноценный режим.
К недостаткам можно отнести следующие пункты:
- стоимость;
- спектр излучения требует тщательного подбора;
- деградация кристалла;
- нейтральный и холодный оттенки в некоторых случаях влияют на регуляцию сна.
Параметры дешёвых китайских изделий нарушают все допустимые нормы качества освещения. При выборе ЛЭД-ламп следует тщательно изучить характеристики и приобретать изделия проверенных производителей.
Светодиодные лампы
Приборы для замеров освещенности
Для проведения измерения уровня освещенности применяют люксметры. Конструкция самых простых приборов включает фотоэлемент, предназначенный для преобразования световой энергии в электрическую. Потом измеренный сигнал пересчитывается и отображается на стрелочной шкале или на цифровом жидкокристаллическом дисплее в люксах.
Показания прибора зависят от светового спектра. Поэтому при замерах уровня освещенности в помещениях или на открытом воздухе они могут быть неточными. Погрешность приборов простой конструкции — более 10%. При замерах в разных условиях применяются поправочные коэффициенты.
У приборов для измерения освещенности высокого класса более сложная конструкция. В них применяются специальные светофильтры, приближающие чувствительность устройства к чувствительности человеческого глаза. Также используются насадки для точности измерения освещенности, создаваемой источником света, расположенным под углом, или контрольные насадки для проверки самого прибора.
Существуют приборы для измерения яркости света — яркомеры. Могут выпускаться комбинированные устройства, совмещающие возможности люксметра и яркомера.
Профессиональные фотографы используют специализированные приборы:
- для определения освещенности сцены и выбора экспопары для съемки применяются экспонометры;
- для измерения мощности вспышки и длительности ее импульса используются флэшметры.
При измерении освещенности нужно учитывать, что освещение может быть естественным, искусственным и комбинированным, включая естественное, которое дополнено искусственным.
При расчете количества источников света для создания искусственного освещения принимается во внимание коэффициент пульсации. Для человеческого глаза пульсация, создаваемая источником света, незаметна, но длительное нахождение в условиях повышенной пульсации может негативно сказываться на здоровье, вызывать быструю утомляемость и головные боли
Для замеров коэффициента пульсации применяются комбинированные приборы, совмещающие в одном корпусе люксметр, пульсметр и яркомер. Пример — radex lupin.
Нормы и требования по освещению
Чтобы грамотно нормировать освещение, нужно строго следовать СанПиН и иным нормативным документам. Все требования можно условно поделить на касающиеся собственно освещенности и относящиеся к качеству света. Общие для всех отраслей требования:
- освещенность достаточна для каждого человека;
- работник может регулировать освещение — направлять свет в нужную сторону, менять его интенсивность;
- кроме искусственного света обязательно присутствует естественный;
- все светильники на потолке, стенах должны быть приглушенного цвета, лампочки не вызывают зрительного дискомфорта.
Освещение при работе за ПК
Долгая, ежедневная работа с компьютером часто вызывает снижение зрения у сотрудников. Такие проблемы можно исключить или замедлить, соблюдая нормы и рекомендации:
- световой поток — 300 Лк;
- яркость элементов в осветительных приборах менее 200 кд/кв.м.;
- коэффициент естественного освещения (КЕО) — от 1,2%;
- расположение окна сбоку от места работы;
- наличие индивидуальных приборов освещения в комплексе с общими, если последних не достаточно;
- расположение локальных источников света справа от экрана;
- отсутствие бликов на мониторе;
- равномерное распределение луча света по столу и монитору.
Коэффициенты отражения окружающих поверхностей
Отражение от поверхностей — важный показатель при организации рабочего места. Коэффициент отражения поверхности означает способность основания отражать падающий световой поток. Он равен отношению света, отраженного от поверхности, к общему падающему световому потоку. Такие коэффициенты давно рассчитаны (в зависимости от материала цифры могут варьироваться):
- пол — 0,2-0,4;
- стены — 0,5-0,8;
- потолок — 0,7-0,9;
- стол, рабочая поверхность — 0,2-0,7.
Нормы освещения на производстве
Существуют определенные рекомендации по нормированию освещения в производственных помещениях. Они сильно отличаются в зависимости от точности и сложности работ. Например, для швеи, грузчика и сборщика мелких электротехнических изделий нормы совершенно разные. На производстве организация рабочих мест подчиняется таким требованиям:
- отсутствие статических и динамических теней на месте работы (они являются фактором травматизма);
- отсутствие бликов, отраженного блеска, излишней яркости, которые слепят сотрудников;
- стабильная, немигающая подсветка;
- верная цветопередача лампочек;
- физическая прочность приборов, их стойкость к вибрированию, износостойкость.
Нормы по освещенности для разных производственных отраслей:
| Разряд по зрительной работе | Характеристика работы | Освещенность, Лк (в зависимости от подразрядов а,б,в,г) |
|---|---|---|
| 1 | Наивысшей точности | 400-1250 |
| 2 | Очень высокой точности | 300-750 |
| 3 | Высокой точности | 200-500 |
| 4 | Средней точности | 200-300 |
| 5 | Малой точности | 200-300 |
| 6 | Грубая | 200 |
| 7 | Наблюдение за работой | 20-75 |
Подразряды уменьшают норму по освещенности. Так, при подразряде а — постоянной работе, она выше, далее снижается при подразряде б (постоянное пребывание в помещении с периодическим трудом), в (периодическое пребывание на работе и периодический труд), г (наблюдение за коммуникациями, оборудованием).
Отраслевые нормы искусственного освещения
Кроме сведений СНиП, которые являются общими, есть ряд отраслевых документов, разрабатываемых специальными институтами. Они устанавливаются в зависимости от типа отрасли после анализа ее специфики, и только затем переходят в разряд рекомендаций. При отсутствии конкретных отраслевых норм придется пользоваться общими.
Все нормативы в промышленности зависят от точности зрительных работ, которая делится на 7 разрядов в зависимости от величины объекта работы и сложности труда. Например, точные работы (1-4 разряды) подразумевают наличие объекта размером от 0,15 мм (наивысшая точность) до 5 мм (средняя точность). Пятый разряд (малой точности) может включать работу со светящимися объектами.
При делении работ по сложности внутри разряда учитывается цвет фона, ведь он влияет на коэффициент отражения (так, черный цвет имеет самый низкий коэффициент отражения). Нормы обязательно учитывают следующие факторы:
- длительность работы;
- напряженность труда;
- степень разрешения задачи — различение или поиск;
- число объектов в поле зрения;
- возраст сотрудников;
- квалификация сотрудников.
Что такое освещённость помещений
Освещённость – этот тот поток света, который излучается над поверхностью под прямым углом. Он может быть определён только в пересчёте на единицу площади. Чем острее угол, под которым свет направлен, тем освещённость будет ниже. Выражается она в люксах и касается как естественных источников, так и осветительных приборов. Стоит учитывать, что для человека одинаково плохо находится и в слишком ярком помещении, и в чрезмерно тусклом. Если с солнцем в данном случае ничего не сделаешь, можно только закрывать окна, то с искусственным светом вопрос решаем. Для этого и существует измерение освещённости.
Для чего нужно делать расчет освещенности?
Расчет количества светильников и выбор их мощности производится с целью создания комфорта для человека, находящегося в условиях искусственного освещения. Дело в том, что чрезмерно яркий свет или наоборот его недостаток вынуждают наши глаза напрягаться. Частое напряжение зрительных органов приводят к утрате зрения. Кроме того, ученые доказали, что плохое освещение негативно влияет на психоэмоциональное состояние человеческого организма.
Идеальный свет для наших глаз несут природные источники освещения (утренний, дневной и вечерний свет). Ключевой задачей проектирования систем освещения выступает создание условий, при которых искусственный свет в помещении будет максимально приближен к естественному.
Результаты преобразования электрической энергии в электромагнитное излучение воспринимается нашим зрительным органом как свет. В СНиП присутствуют правила, согласно которым подбираются осветительные приборы для различных типов помещений.
Нюансы освещения помещений
Для подсвечивания комнат ориентируются на площадь помещения, выбранную схему размещения светильников (к примеру, с люстрой и точечными светодиодными лампами) и мощность осветительных приборов. Свет должен равномерно рассеиваться по квартире или офису.
Нормы и стандарты освещённости
Каким должно быть правильное освещение рабочего места, определяет не сам сотрудник или его работодатель. Нормы регламентируются нормативными актами, где закреплён допустимый уровень яркости в Люксах.
Нормативные документы:
- СНиП — строительные нормы и правила проектирования освещения;
- СанПиН — санитарные правила и нормы, которые включают в себя всю гигиену труда, в том числе и гигиену света;
- ГОСТ Р 55710-2013 — регламентирует световые нормативы внутри зданий.
Уровень света отличается в зависимости от вида выполняемых работ. Виды производства делятся на труд высокой точности, средней, малой. Освещение, применяемое на рабочих местах на производстве с повышенной точностью работ, отличается от такового на местах с низкой точностью. Ниже представлены нормы яркости в зависимости от требуемой точности выполнения:
- наивысшая точность — 5000 Лк;
- очень высокая — 4000 Лк;
- высокая — 2000 Лк;
- средняя — 750 Лк;
- малая — 400 Лк;
- грубая — 200 Лк.
В таблице представлены нормы подсветки в зависимости от типа офисного помещения:
| Помещение | Нормы, согласно СНиП |
| Кабинет с компьютерами | 200-300 Лк |
| Серверная | 400 Лк |
| Операционный или кассовый зал | 400 Лк |
| Большой кабинет со свободной планировкой | 400 Лк |
| Комната для посетителей | 300 Лк |
| Кабинет для чертёжных работ | 500 Лк |
| Помещение для ксерокопирования | 300 Лк |
| Конференц-зал | 200 Лк |
| Лестничные пролёты и эскалаторы | 50-100 Лк |
| Холл, коридор, вестибюль | 50-75 Лк |
| Архив | 75 Лк |
| Кладовка | 50 Лк |
Коэффициенты отражения окружающих поверхностей
Отражение от поверхностей — важный показатель при организации рабочего места. Коэффициент отражения поверхности означает способность основания отражать падающий световой поток. Он равен отношению света, отраженного от поверхности, к общему падающему световому потоку. Такие коэффициенты давно рассчитаны (в зависимости от материала цифры могут варьироваться):
- пол — 0,2-0,4;
- стены — 0,5-0,8;
- потолок — 0,7-0,9;
- стол, рабочая поверхность — 0,2-0,7.
Отраслевые нормы искусственного освещения
Кроме сведений СНиП, которые являются общими, есть ряд отраслевых документов, разрабатываемых специальными институтами. Они устанавливаются в зависимости от типа отрасли после анализа ее специфики, и только затем переходят в разряд рекомендаций. При отсутствии конкретных отраслевых норм придется пользоваться общими.
Все нормативы в промышленности зависят от точности зрительных работ, которая делится на 7 разрядов в зависимости от величины объекта работы и сложности труда. Например, точные работы (1-4 разряды) подразумевают наличие объекта размером от 0,15 мм (наивысшая точность) до 5 мм (средняя точность). Пятый разряд (малой точности) может включать работу со светящимися объектами.
При делении работ по сложности внутри разряда учитывается цвет фона, ведь он влияет на коэффициент отражения (так, черный цвет имеет самый низкий коэффициент отражения). Нормы обязательно учитывают следующие факторы:
- длительность работы;
- напряженность труда;
- степень разрешения задачи — различение или поиск;
- число объектов в поле зрения;
- возраст сотрудников;
- квалификация сотрудников.
Факторы зрительного комфорта
При оформлении интерьера в офисных помещениях важно учитывать цветовую гамму стен, ведь она по-разному воздействует на человека. Лучше всего выбирать пастельные тона, а также зеленоватые, желтые оттенки, приятные для глаз
Есть и иные факторы зрительного комфорта:
- подходящая яркость;
- однородность света;
- отсутствие бликов и мерцания;
- нужная контрастность.
Плохо воздействует на глаза блесткость, или сильная слепящая яркость — свойство ярких поверхностей ухудшать контрастность и нарушать зрительный комфорт. Утомление глаз вызывают и колебания света, они сильно снижают производительность труда, поэтому тоже недопустимы.
Тени
По максимуму
ликвидируйте все тени из рабочей зоны. Поверхность должна быть освещена
равномерно, а разница в яркости минимальна.
Постоянное переключение
зрения и реагирование зрачка на переходы с затемненных областей на ярко освещенные,
не только занимает какое-то время для адаптации, но и является скрытым фактором
быстрой утомляемости.
Например,
после перехода из светлого помещения в темное, нашим глазам нужно более часа,
чтобы нормально адаптироваться к новым условиям. При обратном процессе – выходе
из темноты в свет, это занимает всего 15 минут.
При этом
даже малая разница в количестве света и наличие незначительно затемненных
областей, также негативно сказываются на зрении. А представьте, что такие
перепады будут происходить постоянно в течение 8 часов рабочего времени?
Как это
выражается за рабочим столом? Например, вы подсветили направленным светом от
настольной лампы документы, а экран монитора при этом остался в тени. Постоянный
переход взгляда от бумаг к дисплею, больно “ударит” в конце рабочего
дня.
Поэтому рабочую
зону за компьютерным столом, как правило освещают настенным светильником на
высоте 30-50см от монитора. Он дает равномерную подсветку всего пространства.
Чтобы добиться
хорошего освещения и максимально убрать тени из рабочей области, придется
поэкспериментировать с высотой и расположением светильников. Здесь нельзя
назвать какую-то одну универсальную формулу и указать точное расстояние.
Все будет
зависеть от конкретного рабочего места и вашего расположения в нем. Естественно,
что светильники при этом не должны находиться на уровне глаз.
Больше всего ошибок при этом связано с неправильным выбором настольных ламп.
Люмен и ватт
Энергосберегающие лампы при той же светоотдаче потребляют в 5-6 раз меньше электрической энергии, чем лампы накаливания. Светодиодные – в 10-12 раз меньше. Мощность светового потока уже не зависит от количества ватт. Но производители всегда указывают ватты, так как использование слишком мощных лампочек в не предназначенных для такой нагрузки патронах приводит к порче электроприборов или короткому замыканию.
Если расположить самые распространенные виды лампочек в порядке возрастания светоотдачи, можно получить такой список:
- Лампа накаливания – 10 люмен/ватт.
- Галогенная – 20 люмен/ватт.
- Ртутная – 60 люмен/ватт.
- Энергосберегающая – 65 люмен/ватт.
- Компактная люминесцентная лампа – 80 люмен/ватт.
- Металлогалогенная – 90 люмен/ватт.
- Светодиодная (LED) – 120 люмен/ватт.
Но большинство людей привыкли при покупке лампочек смотреть на количество ватт, указанное производителем. Чтобы подсчитать, сколько нужно ватт на квадратный метр, сначала стоит определиться, насколько ярким должен быть свет в помещении. 20 ватт лампы накаливания на 1 м² – такое освещение подойдет для рабочего места или гостиной; для спальни будет достаточно 10-12 ватт на 1 м². При покупке энергосберегающих ламп эти цифры делят на 5
Важно учесть и высоту потолка: если он выше 3 м, общее количество ватт следует умножить на 1,5
Что влияет
Кроме перечисленных выше факторов, на уровень освещенности комнат могут влиять следующее нюансы:
- габариты помещения;
цветовая гамма, применяемая для внутренней отделки комнаты. При светлых тонах уровень светоотражения будет выше и, соответственно, освещение здесь требуется не такое интенсивное. А вот если пол и стены окрашены в темные тона, что света в такой комнате потребуется несколько больше, чтобы соответствовать нормам, прописанных в СНиП;
Интерьер комнаты
- размеры оконных проемов;
- цвет и тип ткани, применяемой для занавесок и штор. Сегодня многие люди отходят от устаревших штор, предпочитая им современные жалюзи.
Сложно представить, сколько всего нужно учесть, чтобы правильно и комфортно оформить внутреннее убранство комнат, да еще и осветить его должным образом. Но потратив силы и время на расчеты нормы освещенности для конкретного помещения, вы тем самым обеспечите себе здоровье и полноценный отдых на многие годы вперед.
Основные характеристики источников света
Сила света
Определение 2
Точечный источник света – это такой световой источник, размеры которого можно не принимать во внимание, по сравнению с расстоянием от источника до места наблюдения. В оптически однородной и изотропной среде волны, излучаемые точечным источником, являются сферическими
Определение 3
Для характеристики точечного источника используют понятие силы света (I), которая определяется как:
I=dΦdΩ (1),
где dФ – это световой поток, излучаемый источником в пределах телесного угла dΩ. При рассмотрении сферической системы координат можно сказать, что в общем-то сила света зависит от полярного (ν) и азимутального φ углов I=I ν, φ.
Определение 4
Источник света называется изотропным, если на его силу света не оказывает влияние направление. Для изотропного источника света запишем:
I=Φ4π (2),
где Ф – это суммарный световой поток, излучаемый источником во всех направлениях. Величина силы источника, которая вычисляется как (2), также называется средней сферической силой света источника.
Если источник света не является точечным (протяженный источник), тогда применяют понятие силы света элемента его поверхности (dS). В данном случае в формуле (1) величина dФ – это световой поток, излучаемый элементом поверхности источника (dS) в пределах телесного угла (dΩ).
Основная единица измерения силы света в системе измерения – кандела (кд) (старое название – свеча (св)). 1кд излучает световой эталон как абсолютно черное тело при температуре T=2046,6 K (температура, при которой затвердевает чистая платина) и давлении 101325 Па.
Световой поток
Определение 5
Основной единицей измерения светового потока является люмен (лм), который равняется световому потоку, испускаемому источником в 1 кд внутрь телесного угла 1 стерадиан.
Освещенность
Определение 6
Величина (E), равная E=dΦpaddS (5), называется освещенностью. В выражении (5)dΦpad – это величина светового потока, падающего на элемент поверхности dS. Освещенность измеряется с системе измерения в люксах (лк)1 лк=1 лм1 м2 (6), при равномерном распределении потока по поверхности.
Светимость
Протяженный источник света характеризуют светимостью (R) его участков. Она описывает излучение (отражение) света выделенным элементом поверхности во всех направлениях.
Светимость проявляется из-за отражения поверхностью падающего на нее светового потока. Тогда под dΦisp понимают в выражении (8) поток, отражаемый элементарной поверхностью dS во всех направлениях.
Светимость измеряется в люксах.
Яркость
Яркость (B) используют для описания излучения (отражения) света в заданном направлении. Направление причем задается полярным углом ν, который откладывают от внешней нормали n→ к излучающей площадке и азимутальным углом φ.
Определение 7
Ламбертовскими источниками света (или косинусные, подчиняющиеся закону Ламберта), называются источники, яркость которых не меняется в зависимости от направления. Для ламбертовских светильников dI элементарной площадки пропорциональна cos ν.
Единица яркости кандела на квадратный метр кдм2.
Пример 1
Необходимо найти световой поток, излучаемый элементарной поверхностью dS внутрь конуса, ось которого расположена перпендикулярно выделенному элементу. Угол конуса равен ν. Будем считать, что светящаяся поверхность подчинена закону Ламберта и ее яркость равняется В.
Решение
Для решения задачи используем определение яркости и из него выделим элемент светового потока:
B=dΦdΩdScos ν→dΦ=BdΩdScos ν (1.1).
Элементарный телесный угол в сферических координатах равняется:
dΩ=sinνdνdφ (1.2).
Подставим выражение для телесного угла в выражение (1.1), получаем:
dΦ=BsinνdνdφdScosν (1.3).
Определим полный световой поток интегрированием выражения (1.3):
Φ=BdS∫vsinνcosνdν∫2πdφ=πBdSsin2ν.
Ответ: Φ=πBdSsin2ν.
Пример 2
Яркость однородного светящегося диска радиуса r меняется по закону B=Bcosν, B=const, ν– это угол с нормалью к поверхности. Необходимо найти световой поток (Ф), испускаемый диском.
Решение
Выразим элемент светового потока с помощью уравнения из условий задачи для ярости как:
dΦ=BdΩdScosν=Bcosν2dΩdS (2.1),
где элементарный телесный угол в сферических координатах равняется:
dΩ=sinνdνdφ (2.2).
Световой поток вычислим как интеграл от выражения (2.1) при использовании (2.2):
Φ=BdS∫π2sinνcos2νdν∫π2dφ=2πBdS∫π2d(-cos ν)cos2ν=23πBdS==23Bπ2r2.
Ответ: Φ=23Bπ2r2.
Всё ещё сложно?
Наши эксперты помогут разобраться
Все услуги
Решение задач
от 1 дня / от 150 р.
Курсовая работа
от 5 дней / от 1800 р.
Реферат
от 1 дня / от 700 р.
Измерение светового потока
Для измерения светового луча используются 2 вида приборов: сферические фотометры и фотометрические гониометры. Основная проблема заключается в необходимости определить параметры светового луча, движущегося сразу в нескольких направлениях.
Сферический фотометр – это сфера с коэффициентом отражения 1. Лампочкаа помещается в центр, рассеянный световой луч измеряет фотоэлемент, вставленный в стену. Результат сравнивается с показателями эталонного источника.
Фотометрический гониометр оснащен люксметром, который во время светового излучения перемещается по всем позициям сферы. Данные освещенности интегрируются, получается значение в люменах.
Определяющие формулы
При желании определить световой поток самостоятельно в доме должен быть люксметр. Измерение люксов проводится в нескольких точках одного помещения, потом используется формула:
П=О*Пл, где:
П – световой луч (лм);
О – освещенность (лк);
Пл – площадь помещения.
Значение П обозначается на упаковке лампы.
Узнать примерное значение светового потока возможно без приборов и формул из таблиц, размещенных в сети интернет.
Что такое кандела
Кандела (кд) – единица измерения силы света, равная световому излучению восковой свечи или 1/683 Вт/ср при частоте 540-1012 герц (соответствует зеленому цвету). При изменении частоты меняется объем потрeбляемой электроэнергии.
Силой света называется показатель, позволяющий определить часть светового потока, который источник излучает в одном направлении. Если световой луч определить как объем, то силу света можно назвать его прострaнcтвенной плотностью.
Уравнение 1 кд = 1 лм верное только при условии, что световой луч распространяется под углом 65о в конусе.
Производная формула:
1 лм = 1 кд *1 ср.
Люмены и люксы
Случается, что в процессе планирования системы освещения путаются два понятия: люмен и люк. Люмен – полный объем излучаемого светового потока, люкс – показатель уровня освещенности. Люкс – часть люмена, достигшая освещаемой площади и распределенная по ней. Так как до освещаемого объекта весь световой поток не доходит, прямой связи между этими двумя показателями нет. Отношение 1 лк = 1 лм/м2 можно считать верным только при распределении по одному метру квадратному всего люмена.
Если проводится расчет освещенности для конкретного помещения, используется формула:
Клк = Клм/Км2, где:
Клк – цифра, указывающая на количество лк;
Клм – цифра, указывающая на количество лм;
Км2 – площадь (цифра, указывающая количество м2).
Чтобы перевести лк и лм, используется формула:
Клм = Клк * Км²
Люмен и ватт
Совсем недавно лампы выбирались по мощности (количеству ватт). Чем больше ватт, тем выше интенсивность освещения. Сейчас даже отечественные производители на заводских упаковках обозначают люмены. Чем их больше, тем качественнее освещение.
По этой причине можно подумать, что Вт и лм свободно переводятся друг в друга. Это не совсем верно, так как Вт определяет мощность, лм – объем светового луча источника.
Пример: лампа накаливания излучает световой поток 1340 лм, если потрeбляет 100 Вт, а светодиод способен излучать 1000 лм, если потрeбляет 13 Вт.
То есть, сила света напрямую не зависит от мощности. Но эти параметры все же связаны между собой. Светоотдача, являющаяся показателем эффективности светового источника – это лм/Вт. Расчет светоотдачи требуется для определения экономичности.
Чтобы перевести люмены в ваты, необходимо учесть дополнительные параметры:
- вид лампы;
- светоотдачу (соотношение Вт/лм);
- эффективность светоотражателя светильника;
- потери из-за рассеивателя;
- объем светового потока, прошедший мимо.
Облегчить себе жизнь можно, если найти в сети интернет калькулятор и скачать на компьютер. Имеются так же стандартизированные показатели для разных видов лампочек, позволяющие определить, чем заменить, например, лампочку накаливания, не теряя в уровне освещенности.
Известны данные лампочек накаливания с различной мощностью:
- 200 Вт – 2500 лм;
- 150 Вт – 1800 лм;
- 100 Вт – 1100 лм;
- 75 Вт – 750 лм;
- 60 Вт – 550 лм;
- 40 Вт – 400 лм;
- 20 Вт – 250 лм.
При желании сэкономить лампу накаливания на 100 Вт можно заменить люминесцентным источником на 25-30 Вт или светодиодом на 12-15 Вт
Важно помнить, что энергосберегающей лампочке для создания определенного светового луча требуется в 3-4 раза меньше ватт, светодиодной – в 8-10 раз. Этого вполне достаточно, чтобы выбрать лампы в магазине при условии, что они качественные
Особенности помещений
При учете такого параметра, как нормы освещенности, необходимо помнить, что они различны для разных жилых помещений. В СНиП вы найдете нормы по уровню освещенности, как для нежилых, так и жилых комнат.
Таблица из СНиП
Как видно из приведенной таблицы, для нежилых и жилых помещений эти показатели разнятся в довольно обширных диапазонах. При этом если с нежилыми комнатами все более-менее понятно, то с жилым сегментом необходимо будет повозиться. Это связано с тем, что здесь люди будут проводить больше свободного времени, что уже накладывает определенные рамки, которые должны отвечать комфортному и безопасному времяпрепровождению. Поэтому в СНиП имеются различные нормы для каждого отдельно взятого помещения:
- гостиная;
- спальня;
- рабочий кабинет;
- кухня;
- детская комната;
- коридор;
- ванная комната.
Такое различие связано прежде всего с тем, что каждое помещение имеет свое предназначение и люди в них проводят разное количество времени. Самыми посещаемыми комнатами в доме считаются кухня и гостиная. После них идут спальни, ванная комната и коридор. Поэтому к расчету уровня освещения, которое необходимо будет создать для конкретной комнаты, нужно подходить очень внимательно и ответственно.
Особенности расчета освещенности
Выполнять расчеты можно с помощью специального программного обеспечения типа DIAlux. Еще один способ – обратиться к профессионалам. Но при необходимости можно самостоятельно рассчитать параметры источников света для небольшого офиса или одного рабочего места, используя такую формулу Ф = (Е х S х K х Z) / (N х η х n) с такими переменными:
- Ф – определяемая величина, световой поток одной лампы, лм;
- E – норма освещенности для рабочего места, лк;
- S – площадь помещения, кв. м;
- K – коэффициент запаса, учитывающий уровень запыленности и снижение светового потока со временем (для светодиодных ламп равен 1);
- Z – поправочный коэффициент для помещений, где не только работают на компьютере, но еще и читают тексты или работают с документацией;
- η – коэффициент, учитывающий использование светового потока и определяемый по индексу помещения и коэффициенту отражения с помощью специальных таблиц;
- N – количество светильников;
- n – число установленных в каждом светильнике ламп.
Индекс помещения определяют по другой формуле – (i = S / ((a + b) х h)). Здесь S – площадь освещаемой комнаты или участка, a и b – длина и ширина. Показатель h – высота, но не помещения, а от источника света до рабочего места. Коэффициенты отражения зависят от цвета стен. Таблицы есть для каждого типа светильников, которые могут быть с глубоким плафоном, подвесными, потолочными, с равномерным освещением и косинусным распределением потока света.
