>>Illuminazione

• Ricorda come ti sei sentito quando sei entrato in una stanza buia. Diventa in qualche modo inquietante, perché non puoi vedere nulla intorno... Ma non appena accendi la torcia, gli oggetti vicini diventano chiaramente visibili. Quelli che si trovano da qualche parte più lontano si distinguono a malapena dai loro contorni. In questi casi, dicono, gli oggetti sono illuminati in modo diverso. Scopriamo cos'è l'illuminazione e da cosa dipende.

1. Determinare l'illuminazione

Un flusso luminoso si diffonde da qualsiasi fonte luminosa. Maggiore è il flusso luminoso che cade sulla superficie di un particolare corpo, migliore è la sua visibilità.

• Si chiama illuminazione una quantità fisica numericamente uguale al flusso luminoso incidente su un'unità di superficie illuminata.

L'illuminazione è indicata dal simbolo E ed è determinata dalla formula:

dove F è il flusso luminoso; S è la superficie su cui cade il flusso luminoso.

Nel SI, l'unità di illuminazione è lux (lx) (dal latino Iux - luce).

Un lux è l'illuminazione di tale superficie, per metro quadrato di cui cade un flusso luminoso pari a un lumen:

Ecco alcuni valori di superficie (vicino al suolo).

Illuminazione E:

Luce solare a mezzogiorno (alle medie latitudini) - 100.000 lux;
luce solare in un luogo aperto in una giornata nuvolosa - 1000 lux;
raggi del sole dentro stanza luminosa(vicino alla finestra) - 100 lux;
per strada a illuminazione artificiale- fino a 4lux;
dalla luna piena - 0,2 lux;
dal cielo stellato in una notte senza luna - 0,0003 lux.

2. Scopri da cosa dipende l'illuminazione

Probabilmente avete visto tutti film di spionaggio. Immagina: qualche eroe, alla luce di una debole torcia, esamina attentamente i documenti alla ricerca dei “dati segreti” necessari. In generale, per leggere senza affaticare la vista, occorrono un'illuminazione di almeno 30 lux (Fig. 3.9), e questo è tanto. E come fa il nostro eroe a raggiungere tale illuminazione?

Innanzitutto, tiene la torcia il più vicino possibile al documento che sta visualizzando. Ciò significa che l'illuminazione dipende dalla distanza dall'oggetto illuminato.

In secondo luogo, posiziona la torcia perpendicolarmente alla superficie del documento, il che significa che l'illuminazione dipende dall'angolo con cui la luce colpisce la superficie.

Riso. 3.10. Se aumenta la distanza dalla sorgente luminosa, aumenta l'area della superficie illuminata

E alla fine, per una migliore illuminazione, può semplicemente prendere una torcia più potente, poiché è ovvio che all'aumentare dell'intensità luminosa della sorgente, aumenta l'illuminazione.

Scopriamo come cambia l'illuminazione quando aumenta la distanza da una sorgente luminosa puntiforme alla superficie illuminata. Supponiamo, ad esempio, che un flusso luminoso proveniente da una sorgente puntiforme cada su uno schermo situato ad una certa distanza dalla sorgente. Se raddoppi la distanza, noterai che lo stesso flusso luminoso illuminerà un'area 4 volte più grande. Poiché l'illuminazione in questo caso diminuirà di 4 volte. Se aumenti la distanza di 3 volte, l'illuminazione diminuirà di 9 - 3 2 volte. Cioè, l'illuminazione è inversamente proporzionale al quadrato della distanza da una sorgente luminosa puntiforme alla superficie (Fig. 3 10).

Se un fascio di luce cade perpendicolarmente alla superficie, il flusso luminoso si distribuisce su un'area minima. Se aumenta l'angolo di incidenza della luce, aumenta l'area su cui cade il flusso luminoso, quindi l'illuminamento diminuisce (Fig. 3.11). Abbiamo già detto che se aumenta l'intensità della sorgente luminosa, aumenta l'illuminazione. È stato sperimentalmente stabilito che l'illuminazione è direttamente proporzionale all'intensità luminosa della sorgente.

(L'illuminazione diminuisce se nell'aria sono presenti particelle di polvere, nebbia, fumo, poiché riflettono e disperdono una certa parte dell'energia luminosa.)

Se la superficie si trova perpendicolare alla direzione di propagazione della luce proveniente da una sorgente puntiforme e la luce si propaga nell'aria pulita, l'illuminazione può essere determinata dalla formula:

dove I è l'intensità luminosa della sorgente, R è la distanza dalla sorgente luminosa alla superficie.

Riso. 3.11 Nel caso di aumentare l'angolo di incidenza dei raggi paralleli sulla superficie (a 1< а 2 < а 3) освещенность этой поверхности уменьшается, поскольку падающий световой поток распределя­ется по все большей площади поверхности

3. Imparare a risolvere i problemi

Il tavolo è illuminato da una lampada situata ad un'altezza di 1,2 m direttamente sopra il tavolo. Determina l'illuminazione del tavolo direttamente sotto la lampada se il flusso luminoso totale della lampada è di 750 lm. Considera una lampada come una fonte di luce puntiforme.

• Riassumiamo

Si chiama illuminazione una quantità fisica numericamente uguale al flusso luminoso F incidente su un'unità di superficie illuminata S. In SI si prende come unità di illuminazione il lux (lx).

L'illuminazione della superficie E dipende: a) dalla distanza R dalla superficie illuminata b) dall'angolo con cui la luce cade sulla superficie (minore è l'angolo di incidenza, maggiore è l'illuminazione); c) sull'intensità luminosa I della sorgente (E - I); d) trasparenza del mezzo in cui si propaga la luce, passando dalla sorgente alla superficie.

• Domande di controllo

1. Cosa si chiama illuminazione? In quali unità si misura?
2. È possibile leggere senza affaticare gli occhi in una stanza luminosa? all'aperto sotto la luce artificiale? sotto la luna piena?

3. Come si può aumentare l'illuminazione di una determinata superficie?

4. La distanza dalla sorgente luminosa puntiforme alla superficie è stata aumentata di 2 volte. Come è cambiata l'illuminazione della superficie?

5. L'illuminazione di una superficie dipende dall'intensità della sorgente luminosa che illumina questa superficie? Se dipende, allora come?

• Esercizi

1. Perché l'illuminazione delle superfici orizzontali a mezzogiorno è maggiore che al mattino e alla sera?

2. È noto che l'illuminazione proveniente da più fonti è uguale alla somma dell'illuminazione proveniente da ciascuna di queste fonti separatamente. Fornire esempi di come questa regola viene applicata nella pratica.

3. Dopo aver studiato l'argomento "Illuminazione", gli alunni della seconda media hanno deciso di aumentare l'illuminazione del loro posto di lavoro:

Pétja sostituì la lampadina della sua lampada da scrivania con una più potente;
- Natasha ha messo un'altra lampada da tavolo;
- Anton alzò più in alto il lampadario appeso sopra il suo tavolo;
- Yuri ha posizionato la lampada da tavolo in modo tale che la luce cominciasse a cadere quasi perpendicolare al tavolo.

Quali studenti hanno fatto la cosa giusta? Giustifica la tua risposta.

4. In un mezzogiorno sereno, l'illuminazione della superficie terrestre dovuta alla luce solare diretta è di 100.000 lux. Determinare il flusso luminoso incidente su un'area di 100 cm2.

5. Determina l'illuminazione di una lampadina elettrica da 60 W situata a una distanza di 2 m. Questa illuminazione è sufficiente per leggere un libro?

6. Due lampadine affiancate illuminano lo schermo. La distanza tra le lampadine e lo schermo è di m. Una lampadina era spenta. Quanto più vicino è necessario spostare lo schermo in modo che la sua illuminazione non cambi?

• Compito sperimentale

Per misurare l'intensità della luce si utilizzano strumenti chiamati fotometri. Crea un semplice analogo di un fotometro. Per fare questo, prendi Lista bianca(schermo) e posizionarlo su di esso macchia di grasso(ad esempio, olio). Fissare il telo verticalmente e illuminarlo da entrambi i lati con diverse fonti luminose (S 1, S 2) (vedi figura). (La luce delle sorgenti dovrebbe cadere perpendicolare alla superficie del foglio.) Muovi lentamente una delle sorgenti finché il punto diventa quasi invisibile. Ciò accadrà quando l'illuminazione del punto su uno e sull'altro lato sarà la stessa. Cioè E1 = E2.

Perché il . Misurare la distanza dalla prima sorgente allo schermo (R 1) e la distanza dalla seconda sorgente allo schermo (R 2).

Confronta quante volte l'intensità luminosa della prima sorgente differisce dall'intensità luminosa della seconda sorgente: .

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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 della misurazione ti consentono di creare il massimo condizioni ottimali lavoro, 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 dispositivo di misurazione fatto in casa - un luxmetro - con una precisione sufficientemente elevata.

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 una lampada fluorescente LB40 è di 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.

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 detta 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 quadrato (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

densità superficiale del flusso luminoso incidente su una superficie unitaria. L'unità di O. nel sistema SI è lux (lx). Un lux corrisponde ad una densità di flusso luminoso di un lumen, distribuito uniformemente su una superficie di 1 m2. Le funzioni dell'analizzatore visivo, che influenzano la qualità della percezione delle informazioni, dipendono in gran parte da O.: acuità visiva, sensibilità al contrasto, velocità di distinzione dei dettagli, stabilità della visione chiara. Ad esempio, l'acuità visiva aumenta man mano che O. aumenta fino a circa 100 lux; con un ulteriore aumento di O., l'acuità visiva rimane praticamente invariata. La magnitudine di O. ha un impatto significativo sulla luminosità degli oggetti e sul loro contrasto rispetto allo sfondo. L'illuminazione irrazionale (illuminazione debole, contrasto insufficiente degli oggetti sullo sfondo di lavoro, distribuzione non uniforme della luminosità - ombre, lucentezza, ecc.) influisce negativamente sulla qualità della ricezione delle informazioni da parte dell'operatore e influisce negativamente sulla visione umana. A condizioni sfavorevoli l'illuminazione può disturbare le funzioni del c. N. Con. e lo sviluppo dell’affaticamento, a seguito del quale le prestazioni di una persona diminuiscono. Di grande importanza è anche la scelta del tipo di illuminazione: artificiale o naturale, ognuna delle quali presenta vantaggi e svantaggi (vedi Interno della sala di controllo). La quantità richiesta di O. sul posto di lavoro dipende dalla natura del lavoro svolto in termini di grado di precisione (alta, media, bassa precisione, approssimativa), dimensioni più piccole oggetto di osservazione, contrasto dell'oggetto di osservazione, tipo di illuminazione (artificiale o naturale). Per selezionare il valore O., si dovrebbe essere guidati dagli standard O. appositamente sviluppati per le superfici di lavoro in locali di produzione. Ad esempio, quando si lavora su periferiche di computer, apparecchiature di tipo ufficio, il valore O. consigliato è compreso tra 500 e 1000 lux, quando si lavora con strumenti di misura, testare e controllare apparecchiature elettroniche, risolvere problemi di sorveglianza - da 300 a 500 lux, con Lavoro di riparazione per scopi strumentali - da 1000 a 2000 lux, quando si effettuano registrazioni - da 500 a 700 lux. La misurazione di O. può essere effettuata con metodi diretti e indiretti. Nel primo caso, vengono utilizzati luxmetri (tipo Yu-16, Yu-17): dispositivi portatili di piccole dimensioni costituiti da un ricevitore di luce (fotocellula al selenio), un accessorio (assorbitore) e un dispositivo di registrazione. Nel secondo caso (con illuminazione artificiale), la media totale densità di potenza di tutte le sorgenti luminose presenti nella stanza (W/m2), che viene moltiplicato per il coefficiente B, mostrando quanti lux fornisce la potenza specifica delle sorgenti luminose. La sua entità dipende dal tipo di fonti. Per le lampade a incandescenza è 2 - 2,5, per le lampade fluorescenti, la cui emissione luminosa è maggiore, è compreso tra 2,4 e 3,0.

Spesso l'illuminazione di una casa o di un appartamento è determinata da un minimo di parametri. Questo è previsto dalla progettazione apparecchi di illuminazione e posizione. E anche conoscendo gli standard di illuminazione, molti semplicemente non ne tengono conto. Questo non è certamente un errore critico. Ma se selezioni l'illuminazione secondo le regole e gli standard di illuminazione, calcoli correttamente la quantità di luce necessaria per una determinata stanza dell'appartamento, puoi raggiungere uno stato psico-emotivo e fisico stabile per una persona.

Quanti lumen sono necessari per 1 m2

Parte integrante di un soggiorno confortevole a casa o al lavoro è l'illuminazione. Poche persone sanno che la giusta luce aiuta ad alleviare lo stress psicologico o, al contrario, a concentrarsi sul lavoro. Ma prima di passare ai calcoli è necessario comprendere i valori misurati. Lumen (Lm) è un'unità di misura del flusso luminoso, Lux (Lx) - l'illuminazione di una superficie è misurata in lux. 1 lux equivale a 1 lumen per metro quadrato.

Il calcolo (misurazione) dell'intensità luminosa viene effettuato utilizzando una formula semplice (UNXBXC) in cui:

• A – illuminazione richiesta secondo gli standard SNiP;
• B – superficie del locale (mq);
• C – Coefficiente di altezza.

Il coefficiente di altezza è un valore di correzione e viene calcolato in base all'altezza del soffitto. 2.5 e 2.7 – coefficiente uguale a uno; se 2,7 e 3 metri - 1,2; soffitti con un'altezza di 3 e 3,5 metri - 1,5; da 3,5 a 4,5 metri – coefficiente 2.

Tabella degli standard di illuminazione secondo SNiP in lux (Lx):

Per locali per uffici	Norma (grado) di illuminazione	Per locali residenziali	Standard di illuminazione
Ufficio che utilizza i computer		Soggiorni, cucine
Ufficio di disegno
Sala riunioni		Bagno
Scala		Scala
		Biblioteca
Locali di servizio
		Armadio

Facciamo un calcolo. Supponiamo che tu debba scoprire la quantità di luce richiesta per una stanza per bambini, la cui superficie è di 15 metri quadrati, con un'altezza del soffitto di 2,7 M. Per precisione, utilizziamo una calcolatrice. Moltiplicare il valore di illuminazione per metri quadrati e dal coefficiente di altezza - 200 x 15 x 1 = 3000. Di conseguenza, il flusso luminoso dovrebbe essere di 3000 lumen (Lm).

Dividi le stanze di forma irregolare in forme (ad esempio, un quadrato e un triangolo) ed esegui il calcolo separatamente per ciascuna.

Puoi misurare il livello di illuminazione di casa con un luxmetro.

Illuminazione dello spazio abitativo

L'illuminazione in casa è importante quanto gli interni. Innanzitutto dividono l'intero spazio in aree che differiscono non solo per dimensioni, ma anche per funzionalità.

Vale a dire:

1. Corridoio– la sua ubicazione implica l’assenza luce naturale, quindi creano qualcosa di artificiale nel corridoio. A questo scopo vengono utilizzati apparecchi di illuminazione direzionale con ampi angoli di dispersione.
2. Soggiorno (ingresso)- una stanza con molte funzioni. La massima funzionalità si ottiene quindi con l'illuminazione, abbinando l'illuminazione generale a quella puntuale.
3. Cucina- un'area che presenta aree di lavoro separate, in cui l'illuminazione puntuale si aggiunge a quella generale.
4. Camera da letto– destinato direttamente al riposo e al sonno. Per le camere da letto vengono selezionati toni morbidi e caldi della luce artificiale. Inoltre, è logico che regolino l’intensità della luce.
5. Bagno– come nei casi precedenti, a quella principale si aggiunge l’illuminazione locale.

Quando si sceglie un apparecchio di illuminazione per un bagno, è necessario assicurarsi che questo campione abbia un elevato grado di protezione (IP) dall'umidità.

Una corretta illuminazione nell'appartamento aiuterà non solo a enfatizzare o evidenziare una determinata area, ma anche a cancellare i confini visivi.

Lampade a LED per ambienti residenziali

Qualche tempo fa l’illuminazione a LED era considerata inaccettabile per la casa. I fattori principali sono stati il ​​prezzo elevato, nonché la luminosità e il colore dell'illuminazione.

Ma oggi tale illuminazione sta diventando relativamente economica. E la scelta in termini di potenza, design, portata e dimensioni è semplicemente enorme. L'unico limite può essere la tua immaginazione, dove e come utilizzare le lampade a LED. Inoltre, tali lampade presentano numerosi vantaggi.

Vantaggi:

• Basso consumo energetico (consente un utilizzo a lungo termine per recuperare rapidamente il costo della lampada);
• Durata (se si sceglie un prodotto di qualità, la durata è molte volte più lunga di quella delle tradizionali lampade a incandescenza, fluorescenti e alogene);
• Non si riscalda durante il funzionamento (il che aumenta le possibilità di posizionamento secondo il progetto).

E questi non sono tutti indicatori. L'opzione migliore illuminazione, selezionabile per spettro e luminosità (tutti i valori sono indicati sulla confezione del prodotto). Per la tua casa, scegli lampade che diano luce calda.

Quando si scelgono le lampade a LED, prestare attenzione al produttore. Più il marchio è famoso, migliore è il prodotto.

Un fattore importante è il rispetto dell’ambiente. Le lampade a LED non emettono radiazioni UV e non creano fluttuazioni nell'emissione luminosa.

Se decidi di farlo buona illuminazione in casa è meglio scegliere lampade a LED per questo.

Standard di illuminazione degli uffici: valore richiesto

Non è così comune trovare uffici in cui Attenzione specialeè stato dedicato all'illuminazione. Di solito si tratta di quadrati luminosi con tremolio luminescente, integrati nel soffitto. Ma la luce influenza sia lo stato psicologico che quello emotivo di una persona. Con un'illuminazione adeguata, puoi ottenere un'elevata produttività dei dipendenti durante il giorno.

Il livello di illuminazione in ufficio è determinato da due standard:

• Russo – livello di illuminazione (scala richiesta), consigliato entro 300 – 400 lux (Lx);
• Standard internazionale (standard europei) – 500 lux (Lx).

L'illuminazione è divisa in generale (diretta e riflessa), la luce proveniente da sorgenti luminose è diffusa in tutta l'area ufficio e locale (illuminazione direttamente sui luoghi di lavoro stessi), l'illuminazione viene effettuata da vari dispositivi di illuminazione per l'illuminazione locale (lampade da tavolo e lampade ).

La collocazione dei corpi illuminanti parallelamente alle finestre è la più corretta; questo garantisce che la luce delle lampade corrisponda a quella delle finestre.

Importante e approccio individuale per ogni postazione di lavoro in ufficio, ciò è dovuto alla differenza nelle esigenze di illuminazione di ciascun dipendente. Ciò è influenzato da fattori come la vista e l’età.

Illuminazione dei parchi giochi per bambini: norme

I campi da gioco moderni, ovviamente, differiscono da quelli sportivi, ma in termini di funzionalità possono essere equiparati tra loro. Oltre ai consueti scivoli, altalene e giostre, si aggiungono tante attrezzature sportive per lo sviluppo fisico dei bambini. Pertanto è semplicemente necessaria un'illuminazione competente ed efficace per i parchi giochi per bambini.

Con queste caratteristiche, per bambini campi da giocoè necessario tenere conto di parametri importanti.

Elenco dei parametri:

• Garantire comfort e sicurezza;
• Prevenzione degli infortuni;
• Possibilità di essere sul posto la sera (soprattutto in inverno).

Lo standard di illuminazione per i parchi giochi per bambini secondo lo standard russo è di 10 lux. Ma man mano che i siti vengono migliorati, il livello di illuminazione richiesto (normale) dovrebbe essere compreso tra 70 e 100 lux.

Il livello di resa cromatica è di grande importanza nell'illuminazione dei parchi giochi per bambini. Per una facile identificazione di oggetti piccoli e in movimento.

In base alle dimensioni, per vari parchi giochi viene selezionato il rapporto ottimale tra altezza e posizione degli apparecchi di illuminazione. Questi includono cantilever (fino a 10 metri di altezza) e locali (fino a 4 metri di altezza). La potenza di un dispositivo di illuminazione stradale separato viene calcolata secondo gli standard SNiP.

Se il sito non è sufficientemente illuminato è necessario migliorare l'illuminazione aggiungendo corpi illuminanti.

Vale la pena tenere conto della componente estetica scegliendo lampade che mettono in risalto l'esterno del sito.

Quanti watt sono necessari per illuminare una stanza: conversione dei lumen in watt

Le domande - come determinare quale tipo di illuminazione dovrebbe essere in una stanza separata o in una stanza, come convertire i lux in watt, come selezionare e calcolare il numero richiesto di lampade - hanno risposte abbastanza semplici.

Facciamo il calcolo usando un esempio. Dobbiamo illuminare una sala di 20 mq con un lampadario con cinque lampadine a incandescenza. Quale potenza in watt dovrei scegliere per le lampade?

Per calcolare avrai bisogno di:

• Livello di illuminazione;
• Superficie in mq.

Moltiplichiamo il tasso di illuminazione per metri quadrati. 150 x 20 = 3000. Il flusso luminoso totale dovrebbe essere di 3000 Lumen. Ciò significa che per l'illuminazione normale avrai bisogno di 5 lampade da 60 watt ciascuna. Se ci convertiamo agli standard europei, otteniamo 4000 lumen.

A causa degli standard obsoleti, moltiplicare la velocità di illuminazione per 1,5 volte.

Non dimenticare che, a differenza delle lampade a incandescenza, esistono molti altri tipi di fonti di illuminazione artificiale più affidabili ed economiche.

Cosa sono gli standard di illuminazione (video)

La luce giusta serve non solo a casa o in ufficio. È necessario per riposo confortevole in un albergo, camminando per strada, importante è il suo utilizzo negli asili nido e nei centri commerciali. L'unica differenza è lo scopo e la funzionalità. Sulla base dei test condotti, gli psicologi hanno dimostrato che con un'illuminazione ben progettata, non solo migliora la condizione psico-emotiva, ma anche quella generale di una persona.