Apšvietimo prietaisai skiriasi konstrukcija, fizinėmis savybėmis ir techninės charakteristikos. Daug klausimų ir ginčų kelia apšvietimo prietaisų parametrai, ypač dėl apšvietimo matavimo vieneto. Jis dažnai painiojamas su kitomis sąvokomis, tokiomis kaip šviesos intensyvumas ar ryškumas. Be to, daugelis vartotojų perka šviestuvus pagal bendrą vertę, neatsižvelgdami į šilumos ir šviesos nuostolius.
Kas yra apšvietimas
Apšvietimo sąvoka yra glaudžiai susijusi su kiekiu šviesos srautas, matuojamas laboratorijose naudojant specialią įrangą. Pats apšvietimas gali būti nustatomas nepriklausomai, o į jo vertę atsižvelgiama atitinkamuose SNiP. Norėdami apskaičiuoti šį parametrą, naudokite šviesos srautą, išmatuotą liumenais, kuris yra apšviečiamo paviršiaus ploto atžvilgiu. Jis turi atsitrenkti į paviršių 90 laipsnių kampu. Apšvietimas matuojamas specialiais vienetais – liuksais (lx).
Šviesos srauto dydis turi tiesioginės įtakos fizinei ir psichologinė būklė asmuo. Per mažas apšvietimas slegia smegenis, o per šviesus, atvirkščiai, stimuliuoja smegenų procesus. Toks neigiamas poveikis sukelia priešlaikinį kūno susidėvėjimą ir neigiamą poveikį regėjimo organams.
Todėl, rengiant apšvietimo projektą ir išdėstant apšvietimo įtaisus, turi būti naudojamas saugos koeficientas, atsižvelgiant į galimą apšvietimo sumažėjimą eksploatacijos metu. Palaipsniui optiniai komponentai susidėvi ir užsiteršia, todėl mažėja dirbtinės šviesos ryškumas. Be to, natūralios šviesos faktorius mažėja, nes pamažu keičiasi aplinkinių objektų atspindžio savybės.
Apšvietimas pirmiausia matuojamas darbo vietoje. Tuo pačiu metu nustatomi garso virpesiai, atsižvelgiama į užterštumo laipsnį, elektromagnetinę ir net gama spinduliuotę. Matavimo rezultatai leidžia sukurti optimaliausias darbo sąlygas, laikantis sanitarinių normų ir taisyklių.
Kokiais vienetais matuojamas apšvietimas?
Apšvietimo matavimo vienetas turėtų būti aptartas išsamiau. Visuotinai priimtas vienetas yra liuksas, kuris reiškia apšvietimą, kai 1 liumeno šviesos srautas patenka ant 1 m2 paviršiaus.
Kiek apšvietimo iš tikrųjų apima matavimo vienetas 1 liuksas? Šiuo tikslu būtina palyginti kelis standartinius parametrus, pagrįstus žmogaus fiziologija, įtvirtintus griežtose medicinos taisyklėse ir vyriausybės standartuose. Jų nesilaikant, neįmanoma patvirtinti jokio statybos projekto.
Įprasta žvakė, esanti 1 m atstumu nuo apšviečiamo paviršiaus, sukuria 1 liukso apšvietimo lygį. Šio paprasto prietaiso pagalba visiškai įmanoma sukalibruoti naminį matavimo prietaisas- liukso matuoklis.
Palyginimui galime paimti kelis pavyzdžius žinomos rūšys apšvietimas
- Ryški saulės šviesa vidurdienį bus 100-140 tūkstančių liuksų
- Dangus be debesų dieną – 6200 liuksų
- Stalinė lempa, apšviečiantis stalą – 500 liuksų
- Apšvietimas pavėsyje saulėtą dieną - 430 liuksų
- Prieblandos pradžia vakare – 70 liuksų
- Nakties pradžia su mėnulio šviesa – 1,5 liukso.
Šviesos šaltiniai ir šviesą atspindintys paviršiai ne visada pasirodo kaip atskiri taškai. Jei regėjimo organai sugeba atskirti savo formą, tada kalbėsime apie kitą fotometrinį dydį, žinomą kaip ryškumas. Ji fizines savybes panašus į šviesos intensyvumą, tačiau tokiu atvejušis santykis nebus absoliutus. Jis yra proporcingas atspindinčio arba spinduliuojančio paviršiaus plotui.
Ryškumas, kaip fizinė sąvoka, yra vienintelis fotometrinis dydis, kurį žmogaus akis paprastai gali suvokti. Tai aiškiai pasireiškia didelių šviesos šaltinių, susidedančių iš daugybės taškinių spindulių, savybėmis. Jei jie yra vienodo ryškumo, bendra šviesa didelis šviestuvas bus suvokiamas kaip vientisa visuma.
Pagrindinių matavimo vienetų sąrašas
Yra keletas pagrindinių matavimo vienetų, kurie vienaip ar kitaip apibūdina šviesos parametrus. Tarp jų garsiausi ir plačiausiai paplitę yra šie:
- Šviesos srautas. Reiškia skleidžiamos šviesos galią. Tai matomas spinduliuotės spektras, susijęs su šviesos pojūčiu, kurį suvokia žmogaus akis. Ši vertė matuojama liumenais (lm). Pavyzdžiui, 100 vatų kaitrinės lempos skleidžiamas šviesos srautas yra 1350 lm, o fluorescencinės lempos LB40 - 3200 lm.
- Šviesos galia. Šviesos srauto tankis, palyginti su aplinkine erdve. Iš esmės tai yra proporcija, kurioje šviesos srautas yra susijęs su erdviniu kampu, kuriame spinduliuotė pasiskirsto tolygiai. Matavimo vienetas yra kandela (cd).
- Apšvietimas. Šviesos srautas, patenkantis į paviršių, turi paviršiaus tankį. Jis yra tolygiai paskirstytas ir koreliuoja su apšviesto paviršiaus plotu. Matavimo vienetas yra liuksas (lx), lygus 1 lm/1 m2.
- Ryškumas. Nurodo šviesos intensyvumą su paviršiaus tankiu nurodyta kryptimi. Matavimo vienetas yra cd/m2.
- Šviesumas. Šviesos srautas, kurį skleidžia paviršius, kurio tankis yra šviesos srauto ir šviesos paviršiaus ploto santykis. Matavimo vienetas yra 1 lm/m2.
Prietaisai šviesos lygiui matuoti
Apšvietimo lygis matuojamas prietaisu – liuksometru. Šis mažas nešiojamas prietaisas veikia taip pat, kaip ir fotometras. Šviesos spinduliuotės srautas atsitrenkia į puslaidininkinį šviesai jautrų elementą ir pradeda nuo jo atplėšti elektronus, kurie pradeda tvarkingai judėti. Dėl to elektros grandinė užsidaro. Šiuo atveju srovės stiprumas yra proporcingas fotoelemento apšvietimo intensyvumui ir rodomas analoginių įrenginių skalėje.
Šiuo metu prietaisų su rodyklėmis praktiškai neliko, juos pakeitė skaitmeninė matavimo įranga. Kiekviename liukso matuoklyje yra skystųjų kristalų ekranas ir šviesai jautrus jutiklis, esantis atskirame korpuse. Šioms dviem dalims sujungti naudojama lanksti viela.
Prieš pradedant šviesos matavimus, liukso matuoklis nustatomas į horizontalią padėtį. Šiuolaikiniai GOST standartai reikalauja, kad matavimams būtų naudojami skirtingi kambario taškai pagal nustatyta schema. Natūralus ir dirbtinis apšvietimas matuojamas atskirai. Atliekant procedūrą, ant įrenginio neleidžiama kristi net menkiausias šešėlis. Netoliese neturėtų būti jokių elektromagnetinių bangų šaltinių. Visi šie veiksniai gali sukelti trikdžius ir turėti įtakos matavimo rezultatams.
Gautą apšvietimo vertę reikia palyginti su parametru nustatyta GOST. Remiantis šiais duomenimis, daromos išvados apie pakankamą ar nepakankamą bet kurios patalpos ar zonos apšvietimą. Po testų surašomas vertinimo protokolas.
Apšvietimas ir LED prietaisai
Kai apšviečiamas šviesos diodais, jis skleidžia didelis skaičius karštis. Jai išsklaidyti naudojamos šilumą laidžios konstrukcijos iš aliuminio, aušinimo briaunelės ir kiti šilumos poveikį neutralizuojantys elementai. Kurdami naujas lempas, specialistai turi atsižvelgti į apšvietimo ir šilumos nuostolių ryšį.
Darbo sunkumai atsiranda, kai temperatūra pakyla virš 50 laipsnių. Šiuo atžvilgiu matavimai turėtų būti atliekami praėjus maždaug dviem valandoms nuo darbo pradžios. LED lempos. Siekiant pašalinti klaidas, apšvietimo matavimai atliekami periodiškai visą darbo dieną. Tokius tyrimus rekomenduojama atlikti bent kartą per metus.
Ankstesniame straipsnyje mes atsakėme į klausimą „kiek reikia šviesos“. bendras apšvietimas. Dabar pakalbėkime apie tai, kaip geriausiai apšviesti atskirus tamsius kambario kampus: kiek lempučių ir kokių reikės tam tikroms vietoms apšviesti. Sutikite, kad naktinė lemputė virš kūdikio lovos ir šviestuvas virš sofos reikalauja skirtingo ryškumo.
- 1 iš 1
Nuotraukoje:
Maža ir drąsi: net ir miniatiūrinė lemputė gali užtikrinti reikiamą apšvietimo lygį.
Šviesos lygis yra šviesos srauto, patenkančio į tam tikro dydžio plotą, paviršiaus tankis. Jis matuojamas liuksais (lx).
Analizuojant lentelę
Pasirinkite jus dominančias patalpas (stulpelis) ir veiklos rūšį (eilutę). Raskite rekomenduojamą apšvietimo lygį (nurodytas pirmame stulpelyje).
| Lygiai apšviesti ness, liuksas |
Bendras kambarys | Biuras, vaikų kambarys | Miegamasis | Virtuvė, valgomasis | Prieškambaris, koridorius | Vonios kambarys, tualetas |
| 1000 | siuvimas | - | - | - | - | - |
| 500 | paveikslo apšvietimas | piešimas | - | - | - | - |
| 300 | - | sėdi skaityti, rašyti | - | maisto perdirbimas | kosmetika technines procedūras |
- |
| 200 | skaitymas; maistas | Stalo žaidimai | kosmetika loginės procedūros, skaitymas gulint |
valgymas, patiekimas | tualetas prie veidrodžio | skutimas, plovimas |
| 150 | lyginimas | knygų pasirinkimas | - | plauti indus | svečių priėmimas | plovimas, plovimas |
| 100 | - | lauko žaidimai | slauga | produktų įdėjimas ir paėmimas | - | - |
| 75 | valymas | valymas | valymas | valymas | apsirengimas; valymas | valymas |
| 50 | - | apsirengimas, sportas | apsirengimas, sportas | - | - | - |
| 10 | televizorius | orientacijai naktį | orientacijai naktį | orientacijai naktį | orientacijai naktį | orientacijai naktį |
Išmatuojame lempos pakabos ilgį. Numatoma lempų galia priklauso nuo pakabos ilgio: kuo arčiau apšviečiamo paviršiaus lempa, tuo šviesesnės gali būti lempos. Taupykite energiją – nuleiskite lempą kuo žemiau!
Nuotraukoje: Tom Dixon gamyklos lempa Beat Light, sukurta Dixono Tomo.
Matuojame atstumą iki paviršiaus
Tarkime, kad gavote kokį nors skaičių – apšvietimo lygio reikšmę. Taigi, norint žiūrėti televizorių, apšvietimo lygis turėtų būti 10 liuksų, skaityti knygą ant sofos – 200 liuksų, o dirbant prie stalo ar gaminant maistą virtuvėje – apie 300 liuksų.
Paimkime paskutinį skaičių ir pagal šį pavyzdį apskaičiuokime reikiamą šviesos intensyvumą, taigi ir lempų galią. Norėdami tai padaryti, turime išsiaiškinti dar vieną reikšmę: tai yra numatomas atstumas nuo lemputės iki paviršiaus, kurį reikia apšviesti. Galų gale, jei jūsų liustra kabo ant ilgos pakabos, jums reikės mažesnės lempos galios nei tuo atveju, jei abažūras yra tiesiai ant lubų. Tarkime, mūsų atveju lempa virtuvėje bus aukščiau darbinis paviršius 45 cm aukštyje
Kaip išsirinkti lempos gaubtą?
Šviesos intensyvumo nustatymas
Žinome norimą apšvietimo lygį ir atstumą nuo lemputės iki paviršiaus. Belieka pakeisti reikšmę į formulę
I = E * r²
Kur
I - šviesos intensyvumas kandelose (cd);
E - apšvietimo lygis (lx);
r – atstumas iki šviesos šaltinio (m).
Dėl to atstumo kvadratą (45 cm) tiesiog padauginame iš apšvietimo lygio (300 liuksų) ir gauname I = 300*0,45*0,45. Gauname norimą šviesos stiprio reikšmę (I) – mūsų atveju ji lygi 60,75 cd.
- 1 iš 2
Nuotraukoje:
Daugelis gamintojų siūlo tą patį modelį skirtingas numeris lempos Tad renkantis šviestuvą visiškai nebūtina pasikliauti lempų skaičiumi – rinkitės dizainą, o ragelių skaičius gali būti padidintas!
Ieškote tinkamos lemputės
Yra žinoma, kad kaitrinės lemputės, sunaudojančios 1 W energijos, šviesos stipris yra 1 cd, o fluorescencinėje (energiją taupančioje) lempoje 1 W atitinka maždaug 5 cd. Todėl norint gaminti maistą su šviesa, pakanka 60 vatų kaitrinės lempos arba 10-15 W galios liuminescencinės lempos.
Komentuoti FB Komentuoti VK
Taip pat šiame skyriuje
Ar kada pagalvojote apie interjero kūrimą be centrinio šviestuvo? Ar be jo įmanoma patogiai gyventi? Ką daryti su tuštuma lubose ir ar užteks šviesos?
Sukurti interjerą visada yra sudėtinga užduotis. Kartais jauti, kad reikia ryškaus prisilietimo, neįprasto ir nepaprasto sprendimo. Toks sprendimas galėtų būti akmens gaminių apšvietimas.
Orų indikatorius METEO GLASS padės sutaupyti brangaus laiko ryte: su juo galite sužinoti orą už lango tiesiogine prasme neišeidami iš spintos ir nedarydami nereikalingų judesių.
Jei požiūris į apšvietimą neteisingas, susidaro atsipalaidavimo įspūdis vakaro sodas gal jau nebe tas pats. Ir pats buvimas čia gali tapti nesaugus.
Skulptūrinės Terzani lempos atrodo tokios lengvos, kad tarsi sklando ore. Kokias dizaino tendencijas, medžiagas ir technologijas renkasi italų gamintojas?
Prieš įrengiant laiptinės apšvietimą, reikia priimti kelis svarbius sprendimus: kokius šviestuvus pasirinkti, kur nukreipti šviesą, kokiai valdymo sistemai teikti pirmenybę.
Trys auksinės taisyklės, padėsiančios išvengti klaidų įrengiant mažus butus modernus stilius. Pasakoja architektas Piotras Fedoseenko.
Gera alternatyva įprastiems šviesos šaltiniams yra LED lubiniai šviestuvai. Pažvelkime į LED rinkoje paplitusius dizainus ir jų savybes.
Atrodytų, gali būti ir paprasčiau: prie galvūgalio pakabinkite porą lempų. Tačiau dizaineriai siūlo mažiausiai šešis neįprastus scenarijus, kaip apšviesti erdvę aplink lovą. Pasisemkite įkvėpimo, pasisemkite idėjų
Siaura, itin ilga lentyna organiškai įsilies į minimalistinį interjerą. Ir įrengtas LED foninis apšvietimas tiesiogine ir perkeltine prasme puikiai išryškins interjero stilių.
1. Šviesos srautas
Šviesos srautas yra spinduliavimo energijos galia, įvertinama pagal jos sukuriamą šviesos pojūtį. Spinduliuotės energija nustatoma pagal kvantų, kuriuos emiteris skleidžia į erdvę, skaičius. Spinduliavimo energija (spinduliavimo energija) matuojama džauliais. Energijos kiekis, išsiskiriantis per laiko vienetą, vadinamas spinduliavimo srautu arba spinduliavimo srautu. Spinduliuotės srautas matuojamas vatais. Šviesos srautas žymimas Fe.
kur: Qе – spinduliuotės energija.
Spinduliuotės srautui būdingas energijos pasiskirstymas laike ir erdvėje.
Daugeliu atvejų, kalbėdami apie spinduliuotės srauto pasiskirstymą laikui bėgant, jie neatsižvelgia į radiacijos atsiradimo kvantinį pobūdį, bet supranta tai kaip funkciją, kuri suteikia momentinių spinduliuotės verčių laiko pasikeitimą. srautas Ф(t). Tai priimtina, nes šaltinio išspinduliuojamų fotonų skaičius per laiko vienetą yra labai didelis.
Pagal spinduliuotės srauto spektrinį pasiskirstymą šaltiniai skirstomi į tris klases: su linijiniu, juostiniu ir ištisiniu spektru. Linijinio spektro šaltinio spinduliuotės srautas susideda iš monochromatinių atskirų linijų srautų:
kur: Фλ - monochromatinės spinduliuotės srautas; Fe – spinduliuotės srautas.
Dryžuoto spektro šaltiniuose spinduliuotė vyksta gana plačiose spektro srityse – juostos, atskirtos viena nuo kitos tamsiais intervalais. Spinduliuotės srauto spektriniam pasiskirstymui apibūdinti ištisiniais ir dryžuotais spektrais, vadinamas dydis spektrinio srauto tankis
kur: λ – bangos ilgis.
Spektrinės spinduliuotės srauto tankis yra spinduliuotės srauto pasiskirstymo spektre charakteristika ir yra lygus elementariojo srauto ΔФeλ, atitinkančio be galo mažą plotą, ir šios srities pločio santykiui:
Spektrinės spinduliuotės srauto tankis matuojamas vatais nanometre.
Apšvietimo inžinerijoje, kur pagrindinis spinduliuotės imtuvas yra žmogaus akis, įvertinti veiksmingas veiksmas spinduliuotės srautas, pristatoma šviesos srauto sąvoka. Šviesos srautas – tai spinduliuotės srautas, vertinamas pagal jos poveikį akiai, kurio santykinis spektrinis jautrumas nustatomas pagal CIE patvirtintą vidutinio spektrinio efektyvumo kreivę.
Apšvietimo technologijoje naudojamas toks šviesos srauto apibrėžimas: šviesos srautas yra šviesos energijos galia. Šviesos srauto vienetas yra liumenas (lm). 1 lm atitinka šviesos srautą, skleidžiamą taškinio izotropinio šaltinio, kurio šviesos stipris yra 1 kandela, erdvės kampo vienetu.
1 lentelė. Tipinės šviesos šaltinių šviesos vertės:
| Šviestuvų tipai | Elektros energija, W | Šviesos srautas, lm | Šviesos išėjimas lm/w |
| 100 W | 1360 lm | 13,6 lm/W | |
| Liuminescencinė lempa | 58 W | 5400 lm | 93 lm/W |
| Natrio lempa aukštas spaudimas | 100 W | 10000 lm | 100 lm/W |
| Natrio lempa žemas spaudimas | 180 W | 33000 lm | 183 lm/W |
| Aukšto slėgio gyvsidabrio lempa | 1000 W | 58000 lm | 58 lm/W |
| Metalo halogeno lempa | 2000 W | 190 000 lm | 95 lm/W |
Šviesos srautas Ф, krintantis ant kūno, pasiskirsto į tris komponentus: atspindimas kūno Фρ, sugeriamas Фα ir perduodamas Фτ. Naudojant šiuos koeficientus: atspindys ρ = Фρ /Ф; sugertis α =Фα /Ф; perdavimo τ = Фτ / Ф.
2 lentelė. Kai kurių medžiagų ir paviršių šviesos charakteristikos
| Medžiagos arba paviršiai | Šansai | Atspindėjimo ir perdavimo charakteris | ||
| atspindžiai ρ | absorbcija α | perdavimas τ | ||
| Kreida | 0,85 | 0,15 | - | Difuzinis |
| Silikatinis emalis | 0,8 | 0,2 | - | Difuzinis |
| Aliuminio veidrodis | 0,85 | 0,15 | - | Nukreiptas |
| Stiklinis veidrodis | 0,8 | 0,2 | - | Nukreiptas |
| Matinis stiklas | 0,1 | 0,5 | 0,4 | Kryptinis-išsklaidytas |
| Ekologiško pieno stiklas | 0,22 | 0,15 | 0,63 | Kryptinis-išsklaidytas |
| Opalinis silikatinis stiklas | 0,3 | 0,1 | 0,6 | Difuzinis |
| Silikatinis pieno stiklas | 0,45 | 0,15 | 0,4 | Difuzinis |
2. Šviesos galia
Realaus šaltinio spinduliuotės pasiskirstymas supančioje erdvėje nėra vienodas. Todėl šviesos srautas nebus baigtinė šaltinio charakteristika, jei spinduliuotės pasiskirstymas skirtingomis aplinkinės erdvės kryptimis nebus vienu metu nustatytas.
Šviesos srauto pasiskirstymui apibūdinti vartojama šviesos srauto skirtingomis supančios erdvės kryptimis erdvinio tankio samprata. Šviesos srauto erdvinis tankis, nustatomas pagal šviesos srauto ir erdvinio kampo santykį su viršūne taške, kuriame yra šaltinis, kuriame šis srautas pasiskirsto tolygiai, vadinamas šviesos stipriu:
kur: F - šviesos srautas; ω – erdvinis kampas.
Šviesos stiprio vienetas yra kandela. 1 cd.
Tai šviesos intensyvumas, kurį statmena kryptimi skleidžia juodo kūno paviršiaus elementas, kurio plotas yra 1:600000 m2, esant platinos kietėjimo temperatūrai.
Šviesos stiprio vienetas yra kandela, cd yra vienas iš pagrindinių SI sistemos dydžių ir atitinka 1 lm šviesos srautą, tolygiai paskirstytą 1 steradiano (vid.) erdviniame kampe. Kietasis kampas yra erdvės dalis, uždaryta kūginio paviršiaus viduje. Kietasis kampasω matuojamas ploto, kurį jis iškerta iš savavališko spindulio sferos, ir pastarosios kvadrato santykiu.
3. Apšvietimas
Apšvietimas yra šviesos arba šviesos srauto, patenkančio į paviršiaus ploto vienetą, kiekis. Jis žymimas raide E ir matuojamas liuksais (lx).
Apšvietimo liukso vienetas liuksas turi matmenų liumeną per kvadratinis metras(lm/m2).
Apšvietimas gali būti apibrėžtas kaip šviesos srauto tankis apšviestame paviršiuje:
Apšvietimas nepriklauso nuo šviesos srauto sklidimo į paviršių krypties.
Štai keletas visuotinai priimtų apšvietimo indikatorių:
Vasara, diena po debesuotu dangumi – 100 000 liuksų
Gatvių apšvietimas- 5-30 liuksų
Pilnatis giedrą naktį – 0,25 liukso
4. Ryšys tarp šviesos stiprio (I) ir apšvietimo (E).
Atvirkštinis kvadrato dėsnis
Apšvietimas tam tikrame paviršiaus taške, statmename šviesos sklidimo krypčiai, apibrėžiamas kaip šviesos stiprio ir atstumo nuo šio taško iki šviesos šaltinio kvadrato santykis. Jei šį atstumą laikysime d, tada šį ryšį galima išreikšti šia formule:
Pavyzdžiui: jei šviesos šaltinis skleidžia 1200 cd intensyvumo šviesą paviršiui statmena kryptimi 3 metrų atstumu nuo šio paviršiaus, tai taške, kur šviesa pasiekia paviršių, apšvietimas (Ep) bus lygus 1200. /32 = 133 liuksai. Jei paviršius yra 6 m atstumu nuo šviesos šaltinio, apšvietimas bus 1200/62 = 33 liuksai. Šis ryšys vadinamas "atvirkštinio kvadrato dėsnis".
Apšvietimas tam tikrame paviršiaus, kuris nėra statmenas šviesos sklidimo krypčiai, taške yra lygus šviesos stipriui matavimo taško kryptimi, padalytam iš atstumo tarp šviesos šaltinio ir taško plokštumoje kvadrato, padauginto iš kampo γ kosinusas (γ – kampas, sudarytas pagal šviesos kritimo kryptį ir statmeną šiai plokštumai).
Taigi:
Tai kosinuso dėsnis (1 pav.).
Ryžiai. 1. Į kosinuso dėsnį
Norint apskaičiuoti horizontalųjį apšvietimą, patartina pakeisti paskutinę formulę, atstumą d tarp šviesos šaltinio ir matavimo taško pakeičiant aukščiu h nuo šviesos šaltinio iki paviršiaus.
2 paveiksle:
Tada:
Mes gauname:
Pagal šią formulę apskaičiuojamas horizontalus apšvietimas matavimo taške.
Ryžiai. 2. Horizontalus apšvietimas
6. Vertikalus apšvietimas
To paties taško P apšvietimas vertikalioje plokštumoje, nukreiptoje į šviesos šaltinį, gali būti pavaizduotas kaip šviesos šaltinio aukščio (h) ir šviesos stiprio (I) kritimo kampo (γ) funkcija (3 pav.).
šviesumas:
Ribinių matmenų paviršiams:
Šviesumas – tai šviesos srauto, kurį skleidžia šviesos paviršius, tankis. Šviesumo vienetas yra liumenas vienam kvadratiniam metrui šviečiančio paviršiaus, kuris atitinka 1 m2 ploto paviršių, kuris tolygiai skleidžia 1 lm šviesos srautą. Bendrosios spinduliuotės atveju įvedama spinduliuojančio kūno energetinio šviesumo (Me) sąvoka.
Energetinio šviesumo vienetas yra W/m2.
Šviesumas šiuo atveju gali būti išreikštas spinduliuojančio kūno spektrinės energijos šviesumo tankiu Meλ(λ)
Palyginimui, energijos šviesumą sumažiname iki kai kurių paviršių šviesumo:
Saulės paviršius - Me=6 107 W/m2;
Kaitinamosios lempos siūlelis - Me=2 105 W/m2;
Saulės paviršius zenite M=3,1 109 lm/m2;
Liuminescencinės lempos lemputė - M=22 103 lm/m2.
Tai yra tam tikra kryptimi skleidžiamos šviesos intensyvumas paviršiaus ploto vienetui. Ryškumo vienetas yra kandela kvadratiniam metrui (cd/m2).
Pats paviršius gali skleisti šviesą, pavyzdžiui, lempos paviršių, arba atspindėti šviesą, sklindančią iš kito šaltinio, pavyzdžiui, kelio paviršiaus.
Paviršiai su skirtingos savybės to paties apšvietimo atspindžiai turės skirtingą ryškumo laipsnį.
Paviršiaus dA skleidžiamas ryškumas kampu Ф su šio paviršiaus projekcija yra lygus tam tikra kryptimi skleidžiamos šviesos intensyvumo ir projekcijos santykiui. spinduliuojantis paviršius(4 pav.).
Ryžiai. 4. Ryškumas
Ir šviesos intensyvumas, ir spinduliuojančio paviršiaus projekcija nepriklauso nuo atstumo. Todėl ryškumas taip pat nepriklauso nuo atstumo.
Keletas praktinių pavyzdžių:
Saulės paviršiaus šviesumas - 2000000000 cd/m2
Ryškumas liuminescencinės lempos- nuo 5000 iki 15000 cd/m2
Pilnaties paviršiaus šviesumas – 2500 cd/m2
Dirbtinis kelio apšvietimas - 30 liuksų 2 cd/m2
Šviesa turi tiesioginės įtakos žmogaus savijautai. Nepakankamas apšvietimas darbo vietoje gali sukelti koncentracijos praradimą, neryškų matymą, prislėgtą psichinę būseną ir prastą darbingumą. Pernelyg ryški šviesa žmogų erzina ir gali sukelti stresą. Tinkamas apšvietimas yra labai svarbus geram darbui.
Šviesos lygis viduje skirtingi tipai patalpos yra griežtai reglamentuojamos sanitarinių taisyklių ir taisyklių. Sanitarinė ir epidemiologinė tarnyba stebi, kaip laikomasi šių standartų.
Vienetai patalpų apšvietimui matuoti
Skaitinė apšvietimo vertė yra lygi šviesos srautui, kuris krinta statmenai plokštumai paviršiaus ploto vienetui. Jei šviesa patenka į plokštumą kampu, tada apšvietimo vertė mažėja tiesiogiai proporcingai spindulių pasvirimo kampo kosinusui.
Pagal Tarptautinę vienetų sistemą (SI), apšvietimo lygis matuojamas liuksais. Vienas liuksas yra lygus vienam liumenui (šviesos srauto matavimo vienetui) 1 m2.
Absoliučioje fizinėje vienetų sistemoje (APS) apšvietimas matuojamas nuotraukose. Viena nuotrauka lygi 10 000 liuksų. Apšvietimas yra vertė, tiesiogiai proporcinga šviesos, sklindančios iš šviesos šaltinio, intensyvumui. Kuo toliau objektas yra nuo šviesos šaltinio, tuo mažiau šviesos jis gauna.
Anglijoje ir Amerikoje tradiciškai naudojamas šiek tiek kitoks apšvietimo matavimo vienetas. Ji vadinama pėdų žvake ir reiškia, kad šviesos intensyvumas, lygus vienai kandelei, gaunamas iš šaltinio, esančio vienos pėdos atstumu nuo apšviečiamo paviršiaus.
Yra keletas kitų matavimo vienetų, tačiau visi jie yra arba išvesti iš liukso, arba yra pasenę ir neatitinka visuotinai pripažintos tarptautinės sistemos. Todėl jų naudojimas yra nepageidautinas.
Kaip išmatuoti kambario apšvietimą
Norint nustatyti kambario apšvietimo lygį, naudojami specialūs prietaisai:
- Liuksmetras.
- šviesos matuoklis ir ekspozicijos matuoklis;
- Blykstės matuoklis;
- Fotometras.
Pagrindinis prietaisas, skirtas matuoti faktinį patalpos apšvietimą esant dirbtiniams ir natūraliems šviesos šaltiniams, yra liuksometras. Jis gali būti naudojamas:
- atlikti apšvietimo matavimus darbo vietų sertifikavimo tikslais;
- kontroliuoti apšvietimo lygio atitiktį sanitariniams standartams įvairios paskirties patalpose;
- montavimo darbų metu nustatyti apšvietimo indikatorių atitiktį apskaičiuotoms vertėms šviestuvai;
- nustatyti apšvietimo prietaisų veikimo intensyvumo sumažėjimo lygį ir priimti sprendimą dėl būtinybės juos keisti.
Liuksometras kambario apšvietimui matuoti
Liuksmetro veikimo principas yra toks, kad į įmontuotą fotoelementą patenka šviesos srautas, o puslaidininkio viduje išleidžiamas elektronų srautas. Dėl to yra elektros, kurio dydis yra tiesiogiai proporcingas šviesos, patenkančios į fotoelementą, stiprumui. Būtent šis indikatorius atsispindi įrenginio mastelyje.
Šviesos matuoklių modeliai skirstomi į dvi pagrindines grupes, priklausomai nuo jutiklio montavimo būdo:
- su standžiai pritvirtintu jutikliu (monobloko pavidalu);
- su nuotoliniu jutikliu, kuris yra prijungtas lanksčiu kabeliu.
Norint atlikti paprasčiausius matavimus, pakanka naudoti įprastą monoblokinį liuksmetrą be jokių papildomų funkcijų. Profesionaliems tyrimams atlikti naudojami įrenginių modeliai su įmontuota vidine atmintimi ir rodmenų vidutinės reikšmės nustatymo funkcija. Be to, gali būti, kad liukso matuoklyje yra papildomų šviesos filtrų, kurie leidžia efektyviau nustatyti šviesos intensyvumą, kurį skleidžia apšvietimo prietaisai su skirtingų atspalvių spalvos.
Modeliai su nuotoliniu jutikliu pateikia tiksliausius rodmenis, nes jie yra mažiau jautrūs išorinių poveikių. Šiuolaikiniuose liuksuose matavimo rezultatas rodomas skystųjų kristalų ekrane.
Ekspozicijos matuokliai ir ekspozicijos matuokliai naudojami fotografijos įrangoje. Jie atlieka ekspozicijos ryškumo ir apšvietimo nustatymo funkciją. Tai būtina norint gauti aukštos kokybės nuotraukas. Šviesos skaitikliai skirstomi į įmontuotus ir išorinius modelius.
Blykstės matuoklis matuoja apšvietimo lygį fotografuojant naudojant blykstės apšvietimo prietaisus. Šiuolaikiniuose fotoaparatuose jis yra sukurtas iš anksto ir automatiškai reguliuoja blykstės galią. Profesionaliose foto dirbtuvėse įrengti nuotoliniai blykstės matuokliai su indikacine sistema, galinčia matuoti ne tik krintantį, bet ir atspindėtą šviesą.
Fotometras (multimetras) yra pažangesnė blykstės matuoklio versija ir savo funkcijas derina su ekspozicijos matuoklio galimybėmis.
Koks yra šviesos pulsacijos koeficientas ir jo normos?
Bet koks apšvietimo prietaisas skleidžia šviesos srautą ne tolygiai, o su tam tikru virpesių skaičiumi. Šį efektą sunku pastebėti plika akimi. Tačiau jo įtaka žmogaus savijautai yra labai reikšminga. Nematoma šviesos įtaka yra pavojinga, nes ne visada įmanoma ją atpažinti. Dėl to žmogus gali jausti miego sutrikimus, depresiją, silpnumą, vidinį diskomfortą, sutrikti širdies veikla.
Apšvietimo pulsavimas
Apšvietimo pulsacijos koeficientas yra šviesos srauto, patenkančio į vieneto paviršių, pokyčių gylio rodiklis laikui bėgant. Jis išreiškiamas procentais. Norint apskaičiuoti koeficientą, reikia atimti minimalią to paties laikotarpio vertę iš didžiausios tam tikro laikotarpio apšvietimo vertės, o tada gautą rezultatą padalyti iš vidutinės apšvietimo vertės ir padauginti iš 100%.
Sanitarinės taisyklės nustato didžiausios apšvietimo pulsacijos koeficiento vertės ribą.
Vietoje, kur atliekamos pagrindinės darbo operacijos, ji neturi viršyti 20 proc. Kuo atsakingesnis darbas, tuo rodiklis turėtų būti žemesnis. Administraciniams pastatams ir biurams, kuriuose atliekamas intensyvus vizualinis darbas, pulsacijos koeficientas didesnis nei 5 % neleidžiamas.
Tačiau šiuo atveju į šviesos srauto pulsavimo dažnį atsižvelgiama tik iki 300 Hz, nes aukštesni dažniai nėra suvokiami Žmogaus kūnas ir negali jam daryti jokios įtakos.
Kaip išmatuoti pulsacijos koeficientą?
Norėdami nustatyti apšvietimo pulsavimo dažnį, naudokite specialus prietaisas– apšvietimo, ryškumo ir apšvietimo pulsacijos matuoklis. Su jo pagalba galite sužinoti:
- kambario apšvietimo lygis;
- įrenginių ryškumo lygis dirbtinis apšvietimas ir monitorių ekranai;
- pulsuojančios šviesos bangos, atsirandančios nuo mirgėjimo įvairių tipų lempos;
- visų tipų monitorių apšvietimo pulsacijos.
Bet kurio liuksmetro-ryškumo-pulsometro veikimo principas yra toks, kad į fotojutiklį patenka šviesos srautas, tada iš jo gaunamas signalas konvertuojamas, o matavimo rezultatas pasirodo skystųjų kristalų ekrane. Pulsacijos koeficientui nustatyti būtina savarankiškai arba naudojant specialią kompiuterinę programą išanalizuoti gautus duomenis.
Populiariausi pulsacijos matavimo prietaisai yra „Ecolight-01“, „Ecolight-02“, „Lupin“. O gautus duomenis analizuoti kompiuteryje galite naudoti Ecolight-AP programą.
Skirtumas skirtingi įrenginiai vienas nuo kito susideda iš fotoelementų kokybės, jų jautrumo lygio, baterijos tipo ir kitų svarbių komponentų.
Didžiausias apšvietimo pulsacijos koeficientas, kuris siekia net 100 proc. Šiek tiek mažiau pulsuoja – bet jie rodo nedidelį pulsacijos koeficientą (maksimalus 25%). Šiuo atveju apšvietimo šaltinio kaina ir kokybė neturi reikšmės. Net ir brangiausiose lempose galima rasti didelį pulsacijos koeficientą.
Įvairių patalpų apšvietimo standartų lentelės
Kiekvienam patalpų tipui nustatyti aiškūs minimalių apšvietimo lygių ir didžiausių leistinų apšvietimo pulsacijos koeficientų standartai.
1 lentelė. Mažmeninės prekybos patalpų apšvietimo standartai
Prekybos salės apšvietimas
2 lentelė – mokyklų apšvietimo standartai
3 lentelė – Darželių apšvietimo standartai
4 lentelė – Gyvenamųjų patalpų apšvietimo standartai
5 lentelė – Gydymo įstaigų apšvietimo standartai
| Kambario tipas | Apšvietimo lygis, liuksai | Maksimali pulsacijos koeficiento reikšmė, % |
| Gydytojų kabinetai | 500 | 10 |
| Terapeutų kabinetai klinikoje | 300 | 15 |
| Tamsus kambarys oftalmologo kabinete | 20 | 10 |
| Operacinė | 500 | 10 |
| Gimdymo kambarys | 500 | 10 |
| Funkcinės diagnostikos kabinetai | 300 | 15 |
| Rentgeno kabinetas | 50 | - |
| Fluorografijos kambarys | 200 | 20 |
| Pagalbinės patalpos | 75 | - |
| Vaikų palatos | 200 | 15 |
| Palatos suaugusiems pacientams | 100 | 15 |
| Laboratorijos | 500 | 10 |
6 lentelė. Automobilių plovyklos apšvietimo standartai
Labai svarbu kontroliuoti šviesos šaltinių pulsavimą biuro patalpos, galite paskaityti daugiau apie tai. Apšvietimo standartai gamybinės patalpos ir dirbtuvėse nustatomos aiškios minimalaus liuksų skaičiaus vertės, atsižvelgiant į gamybos proceso ypatybes, galima perskaityti visus svarbiausius dalykus šia tema.
Kaip sumažinti apšvietimo pulsavimą?
Yra keletas būdų, kaip sumažinti pernelyg didelį apšvietimo pulsavimą:
- Apšvietimo įtaisų, veikiančių kintamąja srove, kurios dažnis didesnis nei 400 Hz, naudojimas.
- Įprastų lempų montavimas įvairiose trifazio tinklo fazėse.
- Kompensuojamųjų balastų montavimas šviestuve ir maitinimo prijungimas prie lempų su poslinkiu (pirma lempa yra su vėluojančia srove, o antroji - su pirmaujančia srove).
- Lempos su elektroniniu balastu naudojimas.
Metodo, kuriuo galite pasiekti reikiamus apšvietimo pulsavimo koeficiento rodiklius, pasirinkimas priklauso nuo Techninės specifikacijos kiekvienu konkrečiu atveju. Kai kuriose patalpose visos lempos yra prijungtos prie vienos tinklo fazės, todėl jas sumontuoti skirtingose fazėse gali būti sunku.
Dauguma patogus variantas Gali būti pirkinys, atitinkantis visus sanitarinius standartus. Galimas ir atskiras elektroninių balastų montavimas į anksčiau sumontuotus šviestuvus.
Apšvietimo standartus ir pulsacijos koeficientą reglamentuojantys dokumentai
Pagrindinis dokumentas, reglamentuojantis visų tipų patalpų apšvietimo standartus ir pulsacijos koeficientą, yra Taisyklių kodeksas SP 52.13330.2011, priimtas 2011 m. Tai nauja SNIP 23-05-95 versija, kurioje atsižvelgiama į visus pagrindinius federalinių saugos ir energijos vartojimo efektyvumo įstatymų reikalavimus, taip pat į tarptautinius standartus.
Praktikos kodekse detaliai aprašomi apšvietimo reikalavimai ir didžiausias leistinas virpėjimo koeficientas viešosiose, pramoninėse ir gyvenamosiose patalpose.
Biuro apšvietimo standartai
Kambario apšvietimą ir dirbtinės šviesos pulsavimo laipsnį būtina kontroliuoti ne tik norint išlaikyti darbo vietų atestaciją ar eilinį sanitarinės ir epidemiologinės stoties patikrinimą. Sanitarinių normų pažeidimai apšvietimo srityje gali sukelti rimtų sveikatos problemų visiems, kurie dirba šioje patalpoje. O tai, savo ruožtu, sumažės efektyvumas ir sumažės įmonės pelningumas.
Gyvenamuosiuose pastatuose šviesa turi ne mažesnę įtaką žmonėms. Akiai nematomas pulsavimas gali nepastebimai sugriauti žmonių sveikatą. Tik atsakingas požiūris į šviestuvų ir kompiuterinės įrangos pasirinkimą gali užkirsti kelią visoms neigiamoms pasekmėms.
Susisiekus su
Šiuo metu, turėdami didžiulę apšvietimo prietaisų įvairovę, gyventojai neturi bendro supratimo, kaip matuojamas apšvietimas. Dažnai kyla nesusipratimų dėl tokių techninių charakteristikų kaip šviesos intensyvumas ir ryškumas, liumenai ir kandelos. Įsigydami šviestuvus žmonės dažnai atkreipia dėmesį į bendrą šviesos srautą, neatsižvelgdami į šviesos ir šilumos nuostolius.
Šiame straipsnyje:
Apšvietimo koncepcija
Šviesos srautas matuojamas specialiomis laboratorinėmis sąlygomis ir negali būti nustatytas spontaniškai. Todėl SNiP atsižvelgia į apšvietimo kiekį, kurį, skirtingai nuo šviesos srauto, kiekvienas gali išmatuoti savarankiškai. Tai yra šviesos srauto, išmatuoto liumenais, santykio su paviršiaus plotu, ant kurio krenta fotonai, matas. Kritimo kampas turi būti 90°. Apšvietimo vienetas yra liuksas.
Žmogaus psichologinės ir fizinės būsenos priklausomybė nuo šviesos jau seniai nustatyta. Jei esant silpnam apšvietimui smegenų procesai yra slopinami, tada ryškioje šviesoje jie stimuliuojami. Tačiau bet kokiu atveju tinklainė ir organizmo resursai susidėvi. Projektuojant apšvietimo įrenginius, nustatomas saugos koeficientas (SF), kuris turėtų atsižvelgti į galimą įrenginio apšvietimo sumažėjimą. Dirbtinės šviesos atveju indikatorius sumažina ryškumą dėl prietaiso optinių komponentų nusidėvėjimo ir natūralaus užteršimo. Natūralaus apšvietimo koeficientas mažėja pasikeitus aplinkinių objektų atspindinčioms savybėms.
Darbo vietose atliekami apšvietimo matavimai, kartu nustatomas taršos lygis, garso vibracijos, elektromagnetinė spinduliuotė, o kai kuriose pramonės šakose – gama spinduliuotė. Kuriant negalima pervertinti šių parametrų žinojimo svarbos optimalias sąlygas darbo, ir visi jie atitinka sanitarines taisykles ir reglamentus. Pavyzdžiui, apšvietimas turėtų būti:
- biure - 300 liuksų;
- biure už nuolatinį darbą kompiuteriu - 500 liuksų;
- techniniams ir projektavimo biurams - 750 liuksų.
Jei patalpoje yra natūralus apšvietimas, dirbtinio fono lygis gali būti sumažintas.
Prietaisai apšvietimo lygiui nustatyti ir jo nustatymo metodai
Prietaiso pavadinimas panašus į jo nustatytos reikšmės pavadinimą – liukso matuoklį. Mažo dydžio nešiojamo prietaiso veikimo principas primena fotometro veikimą. Spinduliuotės srautas, krintantis ant šviesai jautraus puslaidininkio elemento, atplėšia elektronus, kurie pradeda tvarkingai judėti. Taigi elektros grandinė yra uždaryta. Be to, srovės vertė yra tiesiogiai proporcinga fotoelemento apšvietimo intensyvumui, kuris atsispindi analoginio liukso matuoklio skalėje. Šiandien instrumentų su rodyklėmis praktiškai nebeliko, juos pakeitė skaitmeniniai. Juose sumontuoti skystųjų kristalų ekranai, kuriuose pats šviesai jautrus jutiklis yra atskirame korpuse, o prie ekrano jis jungiamas lanksčiu laidu.
Eksperimento, skirto apšvietimui matuoti, metu prietaisas montuojamas horizontalioje padėtyje. Be to, pagal GOST reikalavimus, jie dedami į skirtingus kambario taškus pagal tam tikrą schemą. 2012 metais Rusija priėmė naują šviesos srauto kiekio charakteristikų matavimo standartą. Senajame konceptualiame aparate, matuojant, buvo naudojami tam tikro dydžio terminai, tokie kaip:
- minimalus, vidutinis, didžiausias, cilindrinis;
- natūralus;
- atsargų gradientas;
- santykinis koherentinio pluošto srauto efektyvumas.
Šiuo metu prie jų pridedami šie apšvietimo tipai:
- Skubus atvėjis;
- dirbantis;
- saugumas;
- evakuacija;
- atsarginė kopija
Standartas išsamiai aprašo visas matavimo tyrimų atlikimo subtilybes.
Natūralaus ir dirbtinio apšvietimo matavimai atliekami atskirai. Eksperimento metu neįmanoma leisti, kad ant įrenginio kristų net menkiausias šešėlis, šalia turi būti bent 1 elektromagnetinių bangų šaltinis. Visi jie trukdo įrenginio veikimui.
Atlikus reikiamus apšvietimo matavimus, nustatoma reikiama reikšmė. Jis lyginamas su standartine verte. Tada apibendrinami rezultatai apie teritorijos ar patalpos apšvietimo pakankamumą. Kiekvienas matavimo bandymo tipas yra dokumentuojamas specialiame vertinimo protokole, kurio reikalauja GOST.
Šviesos kiekio matavimas LED prietaisams ir pavyzdžiai gamtoje
LED lempos tapo labai populiarios dėl savo unikalaus energijos vartojimo efektyvumo. Tačiau šviesos diodai ir jų maitinimo šaltiniai apšviesti skleidžia šilumą, kuri išsklaido naudojant šilumą laidžias medžiagas (aliuminį) ir dizaino elementai(šonkauliai, didelis radiatoriaus plotas). Nepaisant akivaizdaus ryšio tarp šilumos nuostolių ir apšvietimo trūkumo, ekspertai visada į tai atsižvelgia kurdami naujus įrenginius.
LED lempų veikimo sunkumai prasideda dirbant sąlygomis, kai temperatūra pakyla virš +50°C. Kodėl šviesos diodų apšvietimą rekomenduojama matuoti po 2 valandų nuo jų veikimo, t.y. pasiekus optimalus režimas. Siekiant pašalinti klaidų atsiradimą, pakartotiniai matavimai atliekami darbo pamainos metu. Šiuos tyrimus patartina atlikti bent kartą per metus. Siekiant pašalinti bet kokias klaidas projektuojant, nustatomas šviesos mažinimo koeficientas, priklausomai nuo objekto fizinių savybių.
Paprastai LED įrenginių gamintojai suteikia 3 metų nepriekaištingo veikimo garantiją. Visi tokių lempų veikimo parametrai, įskaitant apšvietimą, turi atitikti deklaruotas vertes. Jeigu įrenginių veikimo sąlygos susidaro esant aukštesnei nei 45°C lauko temperatūrai, tuomet šviesos matavimus reikia atlikti daug dažniau. Priešingu atveju dėl netinkamo dizaino ir gautų rezultatų greitai sumažės apšvietimo efektyvumas.
Kalbant apie apšvietimo gamtoje pavyzdžius, Žemės orbitoje ir pusiaujuje vidurdienį ši vertė yra lygi 135 tūkst. Saulėtą dieną – iki 100 tūkst. liuksų, debesuotą – vos 1 tūkst. liuksų, o iš Mėnulio – tik 0,2 liukso. Šviesos matavimas gatvėje Maskvos platumoje žiemos laikotarpis rodė nuo 4 iki 5 tūkstančių liuksų. Naktį be mėnulio apšvietimas yra tūkstantį kartų mažesnis nei per pilnatį, o esant 10 balų debesuotumui – 10 tūkstančių kartų mažesnis. Kas naudojamas kambario apšvietimui matuoti ir gamtinės sąlygos, reiškia fizinius dydžius, įtrauktus į Tarptautinę vienetų sistemą.
