I dispositivi di illuminazione differiscono per design, proprietà fisiche e caratteristiche tecniche. I parametri dei dispositivi di illuminazione sollevano molte domande e controversie, in particolare l'unità di misura dell'illuminazione. Viene spesso confuso con altri concetti, come l'intensità luminosa o la luminosità. Inoltre, molti consumatori acquistano apparecchi di illuminazione in base al valore totale, senza tenere conto delle perdite di calore e luce.
Cos'è l'illuminazione
Il concetto di illuminazione è strettamente legato a quello di quantità flusso luminoso, misurato in laboratori utilizzando apparecchiature speciali. L'illuminazione stessa può essere determinata in modo indipendente e il suo valore viene preso in considerazione dai relativi SNiP. Per calcolare questo parametro si utilizza il flusso luminoso, misurato in lumen, che è in relazione all'area della superficie illuminata. Dovrebbe colpire la superficie con un angolo di 90 gradi. L'illuminazione è misurata in unità speciali: lux (lx).
L'entità del flusso luminoso ha un impatto diretto sul fisico e condizione psicologica persona. Troppa poca illuminazione deprime il cervello e troppa luce, al contrario, ha un effetto stimolante sui processi cerebrali. Un tale effetto negativo provoca un'usura prematura del corpo e ha un effetto dannoso sugli organi visivi.
Pertanto, nell'elaborazione del progetto illuminotecnico e nel posizionamento degli apparecchi di illuminazione, è necessario utilizzare un fattore di sicurezza che tenga conto del probabile calo di illuminamento durante il funzionamento. A poco a poco, i componenti ottici si consumano e si sporcano, il che porta ad una diminuzione della luminosità della luce artificiale. Inoltre, il fattore di luce naturale diminuisce man mano che le proprietà riflettenti degli oggetti circostanti cambiano gradualmente.
L'illuminazione viene misurata principalmente sul posto di lavoro. Allo stesso tempo, vengono determinate le vibrazioni sonore, vengono presi in considerazione il grado di contaminazione, le radiazioni elettromagnetiche e persino gamma. I risultati delle misurazioni ci consentono di creare le condizioni di lavoro più ottimali, in conformità con gli standard e le regole sanitarie.
In quali unità viene misurata l'illuminazione?
L'unità di misura dell'illuminazione dovrebbe essere discussa in modo più dettagliato. L'unità generalmente accettata è il lux, che rappresenta l'illuminamento quando un flusso luminoso di 1 lumen cade su una superficie di 1 m2.
Quanta illuminazione comprende effettivamente l'unità di misura 1 lux? A tal fine è necessario confrontare diversi parametri standard basati sulla fisiologia umana, sanciti da rigide regole mediche e standard governativi. Senza il loro rispetto è impossibile approvare qualsiasi progetto di costruzione.
Un livello di illuminazione di 1 lux viene creato da una normale candela situata a una distanza di 1 m dalla superficie illuminata. Con l'aiuto di questo semplice dispositivo è del tutto possibile calibrare un prodotto fatto in casa dispositivo di misurazione- luxmetro.
Come esempi di confronto, possiamo prenderne diversi specie conosciute illuminazione
- La luce solare intensa a mezzogiorno sarà di 100-140 mila lux
- Cielo senza nuvole durante il giorno - 6200 lux
- Lampada da scrivania, illuminando il tavolo - 500 lux
- Illuminazione all'ombra in una giornata di sole - 430 lux
- L'inizio del crepuscolo la sera - 70 lux
- L'inizio della notte al chiaro di luna - 1,5 lux.
Le sorgenti luminose e le superfici che riflettono la luce non sempre appaiono come punti individuali. Se gli organi visivi sono in grado di distinguere la propria forma, allora si parlerà di un'altra grandezza fotometrica detta luminosità. Suo Proprietà fisiche simile all'intensità della luce, però in in questo caso questa relazione non sarà assoluta. È proporzionale all'area della superficie riflettente o radiante.
La luminosità, come concetto fisico, è l'unica grandezza fotometrica che l'occhio umano può normalmente percepire. Si manifesta chiaramente nelle proprietà delle grandi sorgenti luminose, costituite da un gran numero di emettitori puntiformi. A condizione che abbiano la stessa luminosità, luce generale un grande apparecchio illuminante verrà percepito come un tutt'uno.
Elenco delle unità di misura fondamentali
Esistono diverse unità di misura fondamentali che caratterizzano in un modo o nell'altro i parametri della luce. Tra questi, i più famosi e diffusi sono i seguenti:
- Flusso luminoso. Rappresenta la potenza della luce emessa. È lo spettro visibile della radiazione associata alla sensazione di luce percepita dall'occhio umano. Questo valore è misurato in lumen (lm). Ad esempio, il flusso luminoso emesso da una lampada a incandescenza da 100 watt è di 1350 lm e da una lampada fluorescente LB40 - 3200 lm.
- Il potere della luce. La densità del flusso luminoso rispetto allo spazio circostante. Fondamentalmente è una proporzione in cui il flusso luminoso è correlato all'angolo solido entro il quale la radiazione è uniformemente distribuita. L'unità di misura è la candela (cd).
- Illuminazione. Il flusso luminoso incidente sulla superficie ha una densità superficiale. È distribuito uniformemente e è correlato all'area della superficie illuminata. L'unità di misura è il lux (lx), pari a 1 lm/1 m2.
- Luminosità. Rappresenta l'intensità luminosa con densità superficiale in una direzione specificata. L'unità di misura è cd/m2.
- Luminosità. Il flusso luminoso emesso da una superficie con densità, che è il rapporto tra il flusso luminoso e l'area della superficie luminosa. L'unità di misura è 1 lm/m2.
Strumenti per la misurazione dei livelli di luce
Il livello di illuminazione viene misurato da un dispositivo: un luxmetro. Questo piccolo dispositivo portatile funziona più o meno allo stesso modo di un fotometro. Un flusso di radiazione luminosa colpisce un elemento fotosensibile a semiconduttore e inizia a strappargli gli elettroni, che iniziano a muoversi in modo ordinato. Di conseguenza, il circuito elettrico si chiude. In questo caso l'entità della corrente è proporzionale all'intensità di illuminazione della fotocellula e viene visualizzata sulla scala dei dispositivi analogici.
Attualmente non sono rimasti praticamente più strumenti con frecce, sono stati sostituiti da strumenti di misurazione digitali. Ogni luxmetro è dotato di un display a cristalli liquidi e di un sensore fotosensibile situato in un alloggiamento separato. Un filo flessibile viene utilizzato per collegare queste due parti insieme.
Prima di iniziare le misurazioni della luce, il luxmetro viene impostato in posizione orizzontale. I moderni GOST richiedono che diversi punti nella stanza vengano utilizzati per le misurazioni in conformità con schema stabilito. L'illuminazione naturale e artificiale vengono misurate separatamente. Durante l'esecuzione della procedura, anche la minima ombra non deve cadere sul dispositivo. Non dovrebbero esserci sorgenti di onde elettromagnetiche nelle vicinanze. Tutti questi fattori possono causare interferenze e influenzare i risultati della misurazione.
Il valore di illuminazione risultante deve essere confrontato con il parametro stabilito da GOST. Sulla base di questi dati si traggono conclusioni sull'illuminazione sufficiente o insufficiente di qualsiasi stanza o area. Dopo le prove viene redatto un protocollo di valutazione.
Illuminazione e dispositivi LED
Quando illuminato dai LED, emette un gran numero di Calore. Per dissiparlo vengono utilizzate strutture termoconduttrici in alluminio, alette di raffreddamento e altri elementi che neutralizzano gli effetti del calore. Quando si creano nuove lampade, gli specialisti devono tenere conto del rapporto tra illuminazione e perdita di calore.
Le difficoltà operative compaiono quando la temperatura supera i 50 gradi. A questo proposito, le misurazioni dovrebbero essere effettuate circa due ore dopo l'inizio dei lavori. Lampade a LED. Per eliminare gli errori, le misurazioni dell'illuminazione vengono eseguite periodicamente durante la giornata lavorativa. Si consiglia di condurre tali studi almeno una volta all'anno.
Nell’articolo precedente abbiamo risposto alla domanda “quanta luce serve”. illuminazione generale. Parliamo ora di come illuminare al meglio i singoli angoli bui della stanza: quante lampadine e quali saranno necessarie per illuminare determinate zone. Concordo sul fatto che la luce notturna sopra il lettino e l'applique sopra il divano richiedono una luminosità diversa.
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Sull'immagine:
Piccola e audace: anche una lampadina in miniatura può fornire il livello di illuminazione di cui hai bisogno.
Livello di luceè la densità superficiale del flusso luminoso incidente su un'area di una data dimensione. Si misura in lux (lx).
Analizzando la tabella
Seleziona i locali di tuo interesse (colonna) e la tipologia di attività (riga). Trova il livello di luce consigliato (elencato nella prima colonna).
| Livelli illuminati ness, lux |
sala comune | Ufficio, stanza dei bambini | Camera da letto | Cucina, sala da pranzo | Ingresso, corridoio | Bagno, WC |
| 1000 | cucire | - | - | - | - | - |
| 500 | illuminazione dell'immagine | disegno | - | - | - | - |
| 300 | - | seduto a leggere, scrivere | - | trasformazione dei prodotti alimentari | cosmetici procedure tecniche |
- |
| 200 | lettura; cibo | Giochi da tavolo | cosmetici procedure logiche, leggere stando sdraiati |
mangiare, servire | WC vicino allo specchio | radersi, lavarsi |
| 150 | Stirare | selezione di libri | - | lavare i piatti | accoglienza degli ospiti | lavare, lavare |
| 100 | - | giochi all'aperto | assistenza infermieristica | posizionamento e prelievo dei prodotti | - | - |
| 75 | pulizia | pulizia | pulizia | pulizia | vestirsi; pulizia | pulizia |
| 50 | - | vestirsi, fare sport | vestirsi, fare sport | - | - | - |
| 10 | tv | per l'orientamento notturno | per l'orientamento notturno | per l'orientamento notturno | per l'orientamento notturno | per l'orientamento notturno |
Misuriamo la lunghezza della sospensione della lampada. La potenza prevista delle lampade dipende dalla lunghezza della sospensione: più la lampada è vicina alla superficie illuminata, più le lampade possono essere dimmerate. Risparmia energia: abbassa la lampada il più in basso possibile!
Nella foto: lampada Beat Light della fabbrica Tom Dixon, design Dixon Tom.
Misurare la distanza dalla superficie
Supponiamo che tu abbia ricevuto un numero: il valore del livello di illuminazione. Quindi, per guardare la TV, il livello di illuminazione dovrebbe essere di 10 lux, per leggere un libro sul divano sono necessari 200 lux e quando si lavora alla scrivania o mentre si cucina in cucina - circa 300 lux.
Prendiamo l'ultima cifra e, utilizzando questo esempio, calcoliamo l'intensità luminosa richiesta, e quindi la potenza delle lampade. Per fare ciò, dobbiamo scoprire un altro valore: questa è la distanza stimata dalla lampadina alla superficie che deve essere illuminata. Dopotutto, se il tuo lampadario è appeso a una lunga sospensione, avrai bisogno di meno potenza della lampada rispetto al caso di un paralume direttamente sul soffitto. Diciamo che nel nostro caso la lampada della cucina si troverà sopra superficie di lavoro ad un'altezza di 45 cm
Come scegliere un paralume?
Determinazione dell'intensità della luce
Conosciamo il livello di illuminazione desiderato e la distanza dalla lampadina alla superficie. Resta da sostituire il valore nella formula
I = E*r²
Dove
I - intensità luminosa in candele (cd);
E - livello di illuminazione (lx);
r è la distanza dalla sorgente luminosa (m).
Di conseguenza, moltiplichiamo semplicemente il quadrato della distanza (45 cm) per il livello di illuminazione (300 lux) e otteniamo I = 300*0,45*0,45. Otteniamo il valore desiderato dell'intensità luminosa (I) - nel nostro caso è pari a 60,75 cd.
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Sull'immagine:
Molti produttori offrono lo stesso modello per numero diverso lampade Quindi non è affatto necessario fare affidamento sul numero di lampade quando si sceglie una lampada: scegli un design e il numero di trombe può essere aumentato!
Alla ricerca della lampadina giusta
È noto che una lampadina a incandescenza per 1 W di consumo energetico ha un'intensità luminosa di 1 cd e in una lampada fluorescente (a risparmio energetico) 1 W corrisponde a circa 5 cd. Pertanto, per cuocere i cibi con la luce è sufficiente una lampada a incandescenza da 60 Watt oppure una lampada fluorescente con potenza di 10-15 W.
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1. Flusso luminoso
Il flusso luminoso è la potenza dell'energia radiante, valutata dalla sensazione luminosa che produce. L'energia della radiazione è determinata dal numero di quanti emessi dall'emettitore nello spazio. L'energia delle radiazioni (energia radiante) viene misurata in joule. La quantità di energia emessa per unità di tempo è chiamata flusso di radiazione o flusso radiante. Il flusso di radiazione è misurato in watt. Il flusso luminoso è denominato Fe.
dove: Qе - energia della radiazione.
Il flusso di radiazione è caratterizzato dalla distribuzione dell'energia nel tempo e nello spazio.
Nella maggior parte dei casi, quando si parla della distribuzione del flusso di radiazione nel tempo, non si tiene conto della natura quantistica della radiazione, ma la si intende come una funzione che dà una variazione nel tempo dei valori istantanei della radiazione flusso Ô(t). Ciò è accettabile perché il numero di fotoni emessi dalla sorgente per unità di tempo è molto elevato.
Secondo la distribuzione spettrale del flusso di radiazione, le sorgenti sono divise in tre classi: con spettri lineari, a strisce e continui. Il flusso di radiazione di una sorgente con uno spettro a linee è costituito da flussi monocromatici di singole linee:
dove: Фλ - flusso di radiazione monocromatica; Fe - flusso di radiazione.
Nelle sorgenti con uno spettro a strisce, la radiazione avviene in aree abbastanza ampie dello spettro, ovvero bande separate l'una dall'altra da intervalli scuri. Per caratterizzare la distribuzione spettrale del flusso di radiazione con spettri continui e striati, una quantità chiamata densità del flusso spettrale
dove: λ - lunghezza d'onda.
La densità spettrale del flusso di radiazione è una caratteristica della distribuzione del flusso radiante sullo spettro ed è pari al rapporto tra il flusso elementare ΔФeλ corrispondente ad un'area infinitesima e l'ampiezza di tale area:
La densità del flusso di radiazione spettrale viene misurata in watt per nanometro.
In illuminotecnica, dove il principale ricettore di radiazioni è l'occhio umano, da valutare azione efficace flusso di radiazione, viene introdotto il concetto di flusso luminoso. Il flusso luminoso è il flusso di radiazione, valutato in base al suo effetto sull'occhio, la cui sensibilità spettrale relativa è determinata dalla curva di efficienza spettrale media approvata dalla CIE.
Nell'illuminotecnica viene utilizzata la seguente definizione di flusso luminoso: il flusso luminoso è la potenza dell'energia luminosa. L'unità del flusso luminoso è il lumen (lm). 1 lm corrisponde al flusso luminoso emesso in un angolo solido unitario da una sorgente puntiforme isotropa con intensità luminosa di 1 candela.
Tabella 1. Valori luminosi tipici delle sorgenti luminose:
| Tipi di lampade | Energia elettrica, W | Flusso luminoso, lm | Emissione luminosa lm/l |
| 100 W | 1360 ml | 13,6 lm/W | |
| Lampada a fluorescenza | 58 W | 5400 ml | 93 lm/W |
| Lampada al sodio alta pressione | 100 W | 10000 ml | 100 lm/W |
| Lampada al sodio bassa pressione | 180 W | 33000 ml | 183 lm/W |
| Lampada al mercurio ad alta pressione | 1000 W | 58000 ml | 58 lm/W |
| Lampada ad alogenuri metallici | 2000 W | 190000 ml | 95 lumen/W |
Il flusso luminoso Ф che cade su un corpo è distribuito in tre componenti: riflesso dal corpo Фρ, assorbito da Фα e trasmesso Фτ. Quando si utilizzano i seguenti coefficienti: riflessione ρ = Фρ /Ф; assorbimento α =Фα/Ф; trasmissione τ = Фτ / Ф.
Tabella 2. Caratteristiche luminose di alcuni materiali e superfici
| Materiali o superfici | Probabilità | Carattere di riflessione e trasmissione | ||
| riflessioni ρ | assorbimento α | trasmissione τ | ||
| Gesso | 0,85 | 0,15 | - | Diffondere |
| Smalto ai silicati | 0,8 | 0,2 | - | Diffondere |
| Specchio in alluminio | 0,85 | 0,15 | - | Dirette |
| Specchio di vetro | 0,8 | 0,2 | - | Dirette |
| Vetro smerigliato | 0,1 | 0,5 | 0,4 | Direzionale-sparso |
| Bicchiere da latte biologico | 0,22 | 0,15 | 0,63 | Direzionale-sparso |
| Vetro silicato opalino | 0,3 | 0,1 | 0,6 | Diffondere |
| Bicchiere da latte in silicato | 0,45 | 0,15 | 0,4 | Diffondere |
2. Potenza luminosa
La distribuzione della radiazione proveniente da una sorgente reale nello spazio circostante non è uniforme. Pertanto il flusso luminoso non sarà una caratteristica esaustiva della sorgente se non si determina contemporaneamente la distribuzione della radiazione nelle diverse direzioni dello spazio circostante.
Per caratterizzare la distribuzione del flusso luminoso, viene utilizzato il concetto di densità spaziale del flusso luminoso in diverse direzioni dello spazio circostante. La densità spaziale del flusso luminoso, determinata dal rapporto tra il flusso luminoso e l'angolo solido con il vertice dove si trova la sorgente, all'interno del quale tale flusso è uniformemente distribuito, è chiamata intensità luminosa:
dove: F - flusso luminoso; ω - angolo solido.
L'unità di intensità luminosa è la candela. 1 CD.
È l'intensità luminosa emessa in direzione perpendicolare da un elemento superficiale di corpo nero con un'area di 1:600000 m2 alla temperatura di solidificazione del platino.
L'unità dell'intensità luminosa è la candela, cd è una delle quantità fondamentali del sistema SI e corrisponde ad un flusso luminoso di 1 lm, uniformemente distribuito all'interno di un angolo solido di 1 steradiante (avg). Un angolo solido è una parte di spazio racchiusa all'interno di una superficie conica. Angolo solidoω è misurato dal rapporto tra l'area ritagliata da una sfera di raggio arbitrario e il quadrato di quest'ultima.
3. Illuminazione
L'illuminamento è la quantità di luce o flusso luminoso incidente su una superficie unitaria. È designato dalla lettera E e misurato in lux (lx).
L'unità di illuminazione lux, lux ha la dimensione lumen per metro quadro(lm/m2).
L’illuminazione può essere definita come la densità del flusso luminoso su una superficie illuminata:
L'illuminazione non dipende dalla direzione di propagazione del flusso luminoso sulla superficie.
Ecco alcuni indicatori di illuminazione generalmente accettati:
Estate, giornata sotto un cielo senza nuvole: 100.000 lux
illuminazione stradale- 5-30 lux
Luna piena in una notte limpida - 0,25 lux
4. Il rapporto tra intensità luminosa (I) e illuminamento (E).
Legge del quadrato inverso
L'illuminazione in un certo punto su una superficie perpendicolare alla direzione di propagazione della luce è definita come il rapporto tra l'intensità luminosa e il quadrato della distanza da questo punto alla sorgente luminosa. Se prendiamo questa distanza come d, allora questa relazione può essere espressa dalla seguente formula:
Ad esempio: se una sorgente luminosa emette luce con un'intensità di 1200 cd in direzione perpendicolare alla superficie ad una distanza di 3 metri da questa superficie, allora l'illuminamento (Ep) nel punto in cui la luce raggiunge la superficie sarà 1200 /32 = 133 lux. Se la superficie si trova ad una distanza di 6 m dalla sorgente luminosa, l'illuminamento sarà 1200/62 = 33 lux. Questa relazione si chiama "legge dell'inverso del quadrato".
L'illuminazione in un certo punto su una superficie non perpendicolare alla direzione di propagazione della luce è uguale all'intensità luminosa nella direzione del punto di misurazione, divisa per il quadrato della distanza tra la sorgente luminosa e il punto sul piano moltiplicato per il coseno dell'angolo γ (γ è l'angolo formato dalla direzione di incidenza della luce e dalla perpendicolare a questo piano).
Quindi:
Questa è la legge del coseno (Figura 1).
Riso. 1. Alla legge del coseno
Per calcolare l'illuminamento orizzontale si consiglia di modificare l'ultima formula sostituendo la distanza d tra la sorgente luminosa e il punto di misurazione con l'altezza h dalla sorgente luminosa alla superficie.
Nella Figura 2:
Poi:
Noi abbiamo:
Utilizzando questa formula, viene calcolata l'illuminazione orizzontale nel punto di misurazione.
Riso. 2. Illuminazione orizzontale
6. Illuminazione verticale
L'illuminazione dello stesso punto P in un piano verticale orientato verso la sorgente luminosa può essere rappresentata in funzione dell'altezza (h) della sorgente luminosa e dell'angolo di incidenza (γ) dell'intensità luminosa (I) (Figura 3).
luminosità:
Per superfici di dimensioni finite:
La luminosità è la densità del flusso luminoso emesso da una superficie luminosa. L'unità di luminosità è il lumen per metro quadrato di superficie luminosa, che corrisponde ad una superficie di 1 m2 che emette uniformemente un flusso luminoso di 1 lm. Nel caso della radiazione generale viene introdotto il concetto di luminosità energetica del corpo irradiante (Me).
L'unità di luminosità energetica è W/m2.
La luminosità in questo caso può essere espressa attraverso la densità di luminosità energetica spettrale del corpo emittente Meλ(λ)
Per una valutazione comparativa riduciamo le luminosità energetiche alle luminosità di alcune superfici:
Superficie solare - Me=6 107 W/m2;
Filamento lampada ad incandescenza - Me=2 105 W/m2;
La superficie del sole allo zenit è M=3,1 109 lm/m2;
Lampadina per lampada fluorescente - M=22 103 lm/m2.
Questa è l'intensità della luce emessa per unità di superficie in una direzione specifica. L'unità di misura della luminosità è la candela per metro quadrato (cd/m2).
La superficie stessa può emettere luce, come la superficie di una lampada, oppure riflettere la luce che proviene da un'altra fonte, come la superficie di una strada.
Superfici con proprietà diverse i riflessi sotto la stessa illuminazione avranno diversi gradi di luminosità.
La luminosità emessa da una superficie dA con un angolo Ф rispetto alla proiezione di questa superficie è uguale al rapporto tra l'intensità della luce emessa in una data direzione e la proiezione superficie radiante(Fig. 4).
Riso. 4. Luminosità
Sia l'intensità luminosa che la proiezione della superficie emittente non dipendono dalla distanza. Pertanto la luminosità è indipendente anche dalla distanza.
Alcuni esempi pratici:
Luminosità della superficie solare - 2000000000 cd/m2
Luminosità lampade fluorescenti- da 5000 a 15000 cd/m2
Luminosità della superficie della luna piena: 2500 cd/m2
Illuminazione stradale artificiale - 30 lux 2 cd/m2
La luce ha un impatto diretto sul benessere di una persona. Un'illuminazione insufficiente sul posto di lavoro può portare a perdita di concentrazione, visione offuscata, stato mentale depresso e scarso rendimento. Una luce eccessivamente intensa è irritante per una persona e può causare stress. Una corretta illuminazione è molto importante per una buona prestazione.
Livello di luce in entrata tipi diversi locali è strettamente regolato da norme e regolamenti sanitari. Il servizio sanitario ed epidemiologico vigila sul rispetto di tali norme.
Unità di misura dell'illuminazione ambientale
Il valore numerico dell'illuminamento è pari al flusso luminoso che cade perpendicolare al piano per unità di superficie. Se la luce cade su un piano ad angolo, il valore di illuminazione diminuisce in proporzione diretta al coseno dell'angolo di inclinazione dei raggi.
Secondo il Sistema Internazionale di Unità (SI), il livello di illuminazione è misurato in lux. Un lux equivale a un lumen (unità di misura del flusso luminoso) per 1 m2.
Nel sistema fisico assoluto di unità (APS), l'illuminazione viene misurata in foto. Una foto equivale a 10.000 lux. L'illuminazione è un valore direttamente proporzionale all'intensità della luce che proviene dalla sorgente luminosa. Più un oggetto è lontano dalla sorgente luminosa, minore è l'illuminazione che riceve.
In Inghilterra e in America viene tradizionalmente adottata un'unità di misura dell'illuminazione leggermente diversa. Si chiama foot-candela e significa che l'intensità luminosa pari ad una candela proviene da una sorgente situata ad una distanza di un piede dalla superficie illuminata.
Esistono diverse altre unità di misura, ma tutte derivano dal lux oppure sono obsolete e non corrispondono al sistema internazionale generalmente accettato. Pertanto, il loro utilizzo è indesiderabile.
Come misurare l'illuminazione della stanza
Per determinare il livello di illuminazione in una stanza, vengono utilizzati dispositivi speciali:
- Luxmetro.
- Esposimetro ed esposimetro;
- Misuratore di flash;
- Fotometro.
Il principale dispositivo per misurare l'effettivo illuminamento di un ambiente in presenza di fonti luminose artificiali e naturali è un luxmetro. Può essere usato:
- effettuare misurazioni illuminotecniche ai fini della certificazione dei luoghi di lavoro;
- controllare la conformità del livello di illuminazione con gli standard sanitari nei locali per vari scopi;
- determinare la conformità degli indicatori di illuminazione con i valori calcolati durante i lavori di installazione apparecchi di illuminazione;
- identificare il livello di diminuzione dell'intensità di funzionamento dei dispositivi di illuminazione e prendere una decisione sulla necessità di sostituirli.
Luxometro per la misurazione dell'illuminazione ambientale
Il principio di funzionamento di un luxmetro è che un flusso di luce entra nella fotocellula incorporata e un flusso di elettroni viene rilasciato all'interno del semiconduttore. Di conseguenza, c'è elettricità, la cui intensità è direttamente proporzionale all'intensità della luce incidente sulla fotocellula. È questo indicatore che si riflette sulla scala del dispositivo.
I modelli di esposimetro sono divisi in due gruppi principali a seconda del metodo di montaggio del sensore:
- con un sensore fissato rigidamente (sotto forma di monoblocco);
- con un sensore remoto collegato tramite un cavo flessibile.
Per effettuare le misurazioni più semplici è sufficiente utilizzare un normale luxmetro monoblocco senza funzioni aggiuntive. Allo scopo di condurre ricerche professionali, vengono utilizzati modelli di dispositivi con memoria interna incorporata e una funzione per determinare il valore medio delle letture. Inoltre, è possibile che il luxmetro contenga filtri luminosi aggiuntivi, che consentono di determinare in modo più efficace la quantità di intensità luminosa emessa dai dispositivi di illuminazione con sfumature diverse colori.
I modelli con sensore remoto forniscono le letture più accurate perché sono meno sensibili influenze esterne. Nei moderni luxmetri, il risultato della misurazione viene visualizzato su un display a cristalli liquidi.
Gli esposimetri e gli esposimetri sono utilizzati nelle apparecchiature fotografiche. Eseguono la funzione di determinare la luminosità e l'illuminazione dell'esposizione. Ciò è necessario per ottenere fotografie di alta qualità. I misuratori di luce si dividono in modelli da incasso ed esterni.
L'esposimetro flash misura il livello di illuminazione durante la fotografia utilizzando dispositivi di illuminazione flash. Nelle fotocamere moderne è integrato in anticipo e regola automaticamente la potenza del flash. I laboratori fotografici professionali sono dotati di misuratori flash remoti con un sistema di indicazione in grado di misurare non solo la luce incidente, ma anche quella riflessa.
Un fotometro (multimetro) è una versione più avanzata di un esposimetro flash e combina le sue funzioni con le capacità di un esposimetro.
Qual è il coefficiente di pulsazione della luce e le sue norme?
Qualsiasi apparecchio di illuminazione emette il flusso luminoso non in modo uniforme, ma con un certo numero di fluttuazioni. Questo effetto è difficile da notare ad occhio nudo. Ma il suo impatto sul benessere di una persona è molto significativo. L'influsso invisibile della luce è pericoloso perché non sempre è possibile riconoscerlo. Di conseguenza, una persona può sperimentare disturbi del sonno, depressione, debolezza, disagio interno e disturbi nel funzionamento del cuore.
Pulsazione luminosa
Il coefficiente di pulsazione luminosa è un indicatore della profondità dei cambiamenti nel tempo nel flusso luminoso che cade per unità di superficie. È espresso in percentuale. Per calcolare il coefficiente, è necessario sottrarre il valore minimo per lo stesso periodo dal valore di illuminazione massimo per un certo periodo di tempo, quindi dividere il risultato risultante per il valore di illuminazione medio e moltiplicare per 100%.
Le normative sanitarie fissano un limite al valore massimo del coefficiente di pulsazione luminosa.
Nel luogo in cui si svolgono le principali operazioni lavorative non deve superare il 20%. Quanto più responsabile è il lavoro, tanto più basso dovrebbe essere l'indicatore. Per gli edifici amministrativi e gli uffici in cui viene svolto un intenso lavoro visivo non è consentito un coefficiente di pulsazione superiore al 5%.
Ma in questo caso la frequenza di pulsazione del flusso luminoso viene presa in considerazione solo fino a 300 Hz, poiché le frequenze più alte non vengono percepite corpo umano e non può avere alcuna influenza su di lui.
Come misurare il fattore di ondulazione?
Per determinare la frequenza con cui pulsa l'illuminazione, utilizzare dispositivo speciale– misuratore di illuminazione, luminosità e pulsazione luminosa. Con il suo aiuto puoi scoprire:
- livello di illuminazione della stanza;
- livello di luminosità dei dispositivi illuminazione artificiale e monitorare gli schermi;
- onde pulsanti di luce che appaiono dallo sfarfallio vari tipi lampade;
- pulsazioni di illuminazione di monitor di tutte le varietà.
Il principio di funzionamento di qualsiasi luxmetro-luminosità-pulsometro è che un flusso di luce entra nel fotosensore, quindi il segnale da esso viene convertito e il risultato della misurazione appare sul display a cristalli liquidi. Per determinare il coefficiente di pulsazione, è necessario analizzare i dati ottenuti in modo indipendente o utilizzando uno speciale programma per computer.
I dispositivi più popolari per misurare le pulsazioni sono "Ecolight-01", "Ecolight-02", "Lupin". E per analizzare i dati ottenuti su un computer, puoi utilizzare il programma Ecolight-AP.
Differenza diversi dispositivi l'uno dall'altro è costituito dalla qualità delle fotocellule, dal loro livello di sensibilità, dal tipo di batteria e da altri componenti importanti.
Il più alto coefficiente di pulsazione luminosa, che raggiunge anche il 100%, si osserva in. Leggermente meno pulsanti, ma mostrano un piccolo coefficiente di pulsazione (massimo 25%). In questo caso il costo e la qualità della sorgente luminosa non hanno importanza. Anche nelle lampade più costose è possibile riscontrare un elevato fattore di ondulazione.
Tabelle degli standard di illuminazione per i vari ambienti
Per ciascuna tipologia di locali sono stati stabiliti standard chiari per i livelli minimi di illuminazione e i coefficienti massimi di pulsazione luminosa consentiti.
Tabella 1 - Norme di illuminazione per i locali commerciali
Illuminazione della sala contrattazioni
Tabella 2 – Standard di illuminazione per le scuole
Tabella 3 – Standard di illuminazione per gli asili nido
Tabella 4 - Norme di illuminazione per i locali residenziali
Tabella 5 - Standard di illuminazione per le istituzioni mediche
| Tipo di stanza | Livello di illuminazione, lux | Valore massimo del coefficiente di pulsazione, % |
| Studi medici | 500 | 10 |
| Uffici dei terapisti nella clinica | 300 | 15 |
| Stanza buia nell'ufficio di un oftalmologo | 20 | 10 |
| Sala operatoria | 500 | 10 |
| Stanza di maternità | 500 | 10 |
| Sale diagnostiche funzionali | 300 | 15 |
| Sala radiologica | 50 | - |
| Sala fluorografia | 200 | 20 |
| Locali ausiliari | 75 | - |
| Reparti pediatrici | 200 | 15 |
| Reparti per pazienti adulti | 100 | 15 |
| Laboratori | 500 | 10 |
Tabella 6 – Standard di illuminazione per un autolavaggio
Grande importanza viene data al controllo della presenza di pulsazioni provenienti dalle sorgenti luminose in locali per uffici, puoi leggere di più a riguardo. Standard di illuminazione locali di produzione e le officine fissano valori chiari per il numero minimo di lux a seconda delle caratteristiche del processo produttivo; si possono leggere tutte le cose più importanti su questo argomento.
Come ridurre la pulsazione dell'illuminazione?
Esistono diversi metodi per ridurre le pulsazioni luminose eccessive:
- L'uso di apparecchi di illuminazione che funzionano con corrente alternata con frequenza superiore a 400Hz.
- Installazione di lampade convenzionali su varie fasi di una rete trifase.
- Installazione di reattori di compensazione nell'apparecchio e collegamento dell'alimentazione alle lampade con spostamento (la prima lampada è con corrente ritardata e la seconda è con corrente anticipata).
- Utilizzo di lampade con alimentatori elettronici.
Dipende dalla scelta del metodo con cui è possibile ottenere gli indicatori richiesti del coefficiente di pulsazione dell'illuminazione specifiche tecniche in ogni caso specifico. In alcune stanze, tutte le lampade sono collegate a una fase della rete, quindi la loro installazione su fasi diverse può essere difficile.
Maggior parte opzione conveniente potrebbe esserci un acquisto che soddisfa tutti gli standard sanitari. È anche possibile l'installazione separata di alimentatori elettronici in apparecchi di illuminazione precedentemente installati.
Documenti che regolano gli standard di illuminazione e il coefficiente di pulsazione
Il documento principale che regola gli standard di illuminazione dei locali di tutti i tipi e il coefficiente di pulsazione è il Codice delle regole SP 52.13330.2011 adottato nel 2011. Questa è una nuova versione di SNIP 23-05-95, che tiene conto di tutti i requisiti di base delle leggi federali sulla sicurezza e l'efficienza energetica, nonché degli standard internazionali.
Il Codice di condotta descrive in dettaglio i requisiti di illuminazione e il fattore di ondulazione massimo consentito nei locali pubblici, industriali e residenziali.
Norme sull'illuminazione degli uffici
È necessario controllare l'illuminazione della stanza e il grado di pulsazione della luce artificiale non solo allo scopo di superare la certificazione dei luoghi di lavoro o un'ispezione di routine della stazione sanitaria ed epidemiologica. Le violazioni delle norme sanitarie nel campo dell'illuminazione possono portare a seri problemi di salute per tutti coloro che lavorano in questa stanza. E questo, a sua volta, causerà un calo dell'efficienza e una diminuzione della redditività dell'impresa.
Negli edifici residenziali, la luce non ha meno impatto sulle persone. La pulsazione invisibile agli occhi può distruggere impercettibilmente la salute delle persone. Solo un approccio responsabile alla scelta degli apparecchi di illuminazione e delle apparecchiature informatiche può prevenire tutte le conseguenze negative.
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Attualmente, con un’enorme varietà di dispositivi di illuminazione, la popolazione non ha una comprensione comune di come viene misurata l’illuminazione. Spesso c'è un malinteso con caratteristiche tecniche come intensità luminosa e luminosità, lumen e candele. Quando si acquistano apparecchi di illuminazione, spesso si presta attenzione al flusso luminoso totale, senza tenere conto della perdita di luce e di calore.
In questo articolo:
Concetto di illuminazione
Il flusso luminoso viene misurato in particolari condizioni di laboratorio e non può essere determinato spontaneamente. Pertanto, SNiP tiene conto della quantità di illuminazione che, a differenza del flusso luminoso, ognuno può misurare in modo indipendente. È una misura del rapporto tra il flusso luminoso, misurato in lumen, e la superficie su cui cadono i fotoni. L'angolo di incidenza dovrebbe essere di 90°. L'unità di illuminazione è lux.
La dipendenza dello stato psicologico e fisico dell’uomo dalla luce è nota da tempo. Se in condizioni di scarsa illuminazione i processi cerebrali sono depressi, in piena luce vengono stimolati. Ma in ogni caso la retina e le risorse dell’organismo si consumano. Quando si progettano i dispositivi di illuminazione, viene determinato un fattore di sicurezza (SF), che dovrebbe tenere conto del probabile calo dell'illuminazione dell'installazione. Per la luce artificiale l'indicatore prevede una diminuzione della luminosità dovuta all'usura dei componenti ottici del dispositivo e alla loro naturale contaminazione. Il coefficiente di illuminazione naturale diminuisce a causa dei cambiamenti nelle proprietà riflettenti degli oggetti circostanti.
Nei luoghi di lavoro vengono effettuate misurazioni dell'illuminazione insieme alla determinazione del livello di inquinamento, vibrazioni sonore, radiazioni elettromagnetiche e, in alcuni settori, radiazioni gamma. L'importanza di conoscere questi parametri non può essere sopravvalutata durante la creazione condizioni ottimali manodopera e tutti rispettano le norme e i regolamenti sanitari. Ad esempio, l'illuminazione dovrebbe essere:
- in ufficio - 300 lux;
- in ufficio per lavoro costante con un computer - 500 lux;
- per studi tecnici e di progettazione - 750 lux.
Se nella stanza è presente illuminazione naturale, il livello di sfondo artificiale può essere ridotto.
Strumenti per determinare il livello di illuminazione e metodi per determinarlo
Il nome del dispositivo è simile al nome del valore che imposta: luxmetro. Il principio di funzionamento di un dispositivo portatile di piccole dimensioni ricorda il funzionamento di un fotometro. Il flusso di radiazioni, cadendo sull'elemento fotosensibile del semiconduttore, strappa gli elettroni, che iniziano a muoversi in modo ordinato. Pertanto, il circuito elettrico è chiuso. Inoltre il valore della corrente è direttamente proporzionale all'intensità dell'illuminazione della fotocellula, che si riflette sulla scala di un luxmetro analogico. Oggi gli strumenti con le frecce sono praticamente scomparsi, sono stati sostituiti da quelli digitali. Sono dotati di display a cristalli liquidi, in cui il sensore fotosensibile stesso si trova in un alloggiamento separato ed è collegato al display tramite un filo flessibile.
Durante l'esperimento per misurare l'illuminazione, il dispositivo viene installato in posizione orizzontale. Inoltre, in conformità con i requisiti GOST, sono posizionati in diversi punti della stanza secondo un determinato schema. Nel 2012, la Russia ha adottato un nuovo standard per misurare le caratteristiche della quantità di flusso luminoso. Nel vecchio apparato concettuale, durante la misurazione, venivano utilizzati termini di una determinata quantità come:
- minimo, medio, massimo, cilindrico;
- naturale;
- gradiente di stock;
- efficienza relativa del flusso del fascio coerente.
Attualmente sono stati aggiunti i seguenti tipi di illuminazione:
- emergenza;
- lavorando;
- sicurezza;
- evacuazione;
- backup.
Lo standard descrive in dettaglio tutte le complessità della conduzione di studi di misurazione.
Le misurazioni vengono effettuate separatamente per l'illuminazione naturale e artificiale. Durante l'esperimento, è impossibile lasciare che anche la minima ombra cada sul dispositivo e dovrebbe esserci almeno 1 fonte di onde elettromagnetiche nelle vicinanze. Tutti interferiscono con il funzionamento del dispositivo.
Dopo aver eseguito le misurazioni dell'illuminazione necessarie, viene determinato il valore richiesto. Viene confrontato con il valore standard. Quindi vengono riassunti i risultati sulla sufficienza dell'illuminazione del territorio o della stanza. Ogni tipo di test di misurazione è documentato in uno speciale protocollo di valutazione, richiesto da GOST.
Misurazione della quantità di luce per dispositivi LED ed esempi in natura
Le lampade a LED sono diventate molto popolari grazie alla loro efficienza energetica unica. Ma i LED e i loro alimentatori quando illuminati emettono calore, che viene dissipato utilizzando materiali termoconduttori (alluminio) e caratteristiche del progetto(costole, ampia zona del radiatore). Nonostante l’apparente mancanza di collegamento tra perdita di calore e illuminazione, gli esperti ne tengono sempre conto quando creano nuovi dispositivi.
Le difficoltà con il funzionamento delle lampade a LED iniziano quando si opera in condizioni in cui la temperatura supera i +50°C. Perché si consiglia di misurare l'illuminazione dei LED dopo 2 ore dal loro funzionamento, ad es modalità ottimale. Per eliminare il verificarsi di errori, vengono effettuate misurazioni ripetute durante il turno di lavoro. Si consiglia di effettuare questi studi almeno una volta all'anno. Per eliminare eventuali errori in fase di progettazione viene fissato un coefficiente di riduzione della luce, dipendente dalle caratteristiche fisiche dell'oggetto.
In genere, i produttori di dispositivi LED forniscono una garanzia di funzionamento impeccabile per 3 anni. Tutti i parametri operativi di tali lampade, inclusa l'illuminazione, devono corrispondere ai valori dichiarati. Se le condizioni operative dei dispositivi si verificano a temperature esterne superiori a 45°C, le misurazioni della luce devono essere effettuate molto più spesso. In caso contrario, una progettazione errata e i risultati ottenuti porteranno ad un rapido calo delle prestazioni illuminotecniche.
Per quanto riguarda gli esempi di illuminazione in natura, nell’orbita terrestre e all’equatore a mezzogiorno questo valore è pari a 135mila lux. In una giornata soleggiata arriva fino a 100mila lux, in una giornata nuvolosa è solo 1mila lux, ma dalla Luna è solo 0,2 lux. Misurazione della luce sulla strada alla latitudine di Mosca periodo invernale mostrato da 4 a 5 mila lux. In una notte senza luna, l'illuminazione è mille volte inferiore a quella della luna piena e con una nuvolosità di 10 punti è 10mila volte inferiore. Cosa viene utilizzato per misurare l'illuminazione in una stanza e condizioni naturali, si riferisce alle grandezze fisiche incluse nel Sistema Internazionale di Unità.
