Pojęcie i metody pomiaru strumienia świetlnego

Aby określić ilość światła na metr kwadratowy powierzchni, stosuje się pojęcie strumienia świetlnego. Wartość jest mierzona w lumenach i pozwala określić, ile światła emituje pojedyncza lampa lub system oświetleniowy.

Co to jest strumień świetlny

Strumień światła oznacza moc promieniowania, którą dana osoba może zobaczyć lub energię świetlną pochodzącą z powierzchni (poświata lub odbicie wiązki). Całkowity strumień, z wyłączeniem skoncentrowanej wydajności urządzeń, ale z uwzględnieniem bezużytecznego światła, mierzony jest w lumenach.

Ilość światła nie jest odpowiednikiem ilości energii, która charakteryzuje światło bez doznań wzrokowych. Energia światła lub promieniowania może być mierzona w dżulach. Jednostką miary strumienia świetlnego jest lumen, co oznacza poświatę z jednego źródła o mocy 1 kandeli. Kąt bryłowy w tym przypadku wynosi 1 steradian.

Ilość lumenów promieniowania zależy od jasności źródła.

Jak oświetlenie jest powiązane ze strumieniem świetlnym

Oświetlenie i strumień świetlny to różne, choć podobne koncepcje. Oświetlenie jest mierzone w luksach, a nie lumenach. 1 luks oznacza trafienie 1 lumen na 1 m2 powierzchni.

Dla jasności możesz porównać siłę i nacisk. Stosując małą igłę i przykładając minimalną siłę, tworzony jest wysoki współczynnik nacisku dla określonego punktu. Podobnie słaby strumień świetlny może oświetlić określony obszar.

Współdziałanie strumienia świetlnego i oświetlenia można łatwo zrozumieć na przykładzie lampy stołowej o strumieniu świetlnym 1000 lm. Aby oświetlenie było kompletne, kierują się normami SNiP 52.13330. Dla miejsca pracy stosuje się wartość 350 Lux, do manipulowania małymi częściami - 500 Lux. Na oświetlenie wpływa również odległość od źródła światła, kolor ciał obcych, obecność lustra lub okna. Oznacza to, że stół przy białej ścianie dostanie więcej zestawów niż stół przy ciemnej.

Do pomiaru natężenia oświetlenia użyj luksomierza lub aplikacji na smartfona.

Różnica między oświetleniem a strumieniem świetlnym

Iluminacja to gęstość powierzchniowa, kiedy strumień świetlny pada na miejsce. W płaszczyźnie poziomej powierzchnia jest oświetlona w płaszczyźnie poziomej. Do wskazania wartości używana jest litera E. Parametry oświetlenia (Lux) można obliczyć ze wzoru E = F / S, gdzie:

• F - strumień światła w lumenach;
• S to pole powierzchni w mm2.

Różnica pomiędzy wartościami fizycznymi – 1 luks to 1 lumen na m2 powierzchni oświetlenia.

Aby określić oświetlenie, musisz skorelować moc światła z odległością do określonego obszaru. Gdy światło pada na powierzchnię pod kątem prostym, obszar strumienia świetlnego jest mniejszy. Wraz ze wzrostem kąta procent oświetlenia maleje.

Mniej światła padnie na obiekt oddalony od źródeł promieniowania.

Normy oświetleniowe dla pomieszczeń (SNiP)

Przy aranżacji obiektów administracyjnych, edukacyjnych, rekreacyjnych, gospodarstw domowych, obiektów handlowych, budynków mieszkalnych, przyległych terytoriów, hoteli, przedsiębiorstw, a także stref dla pieszych i samochodów w miastach i wsiach należy wziąć pod uwagę natężenie oświetlenia.

Przy wyborze systemu oświetleniowego kierują się SNiP 23-05-95 z 1995 roku i jego zaktualizowaną wersją SP 52.13330 z 2011 roku dla naturalnych i sztucznych źródeł światła.

Oświetlenie biurowe

Od poziomu oświetlenia zależeć będzie odporność na stres, koncentracja uwagi, aktywność umysłowa personelu. Możesz zobaczyć wymagania prawne w tabeli.

Rodzaj pokoju	Oświetlenie, lx
Duże biuro ze sprzętem komputerowym	200-300
Duże biuro z dowolnym układem	400
Biuro do pracy z rysunkami	500
Sala konferencyjna	200
Schody	50-100
Hale, korytarze	50-75
Pomieszczenia archiwalne	75
Zaplecze	50

Natężenie oświetlenia w produkcji

Aby określić wskaźnik, brane jest pod uwagę obciążenie wizualne.

Praca wizualna, kategoria	Zmęczenie oczu	Połączone oświetlenie	Oświetlenie ogólne
1	Najwyższa precyzja	1500-5000	400-1250
2	Bardzo wysoka precyzja	1000-4000	300-750
3	Wysoka precyzja	400-2000	200-500
4	Średnia dokładność	400-700	200-300
5	Minimalna dokładność	400	200-300
6	Szorstki		200
7	Kontrola produkcji (systemy nadzoru)	400	200-300

Oświetlenie magazynu

Intensywność źródeł światła zależy od rodzaju przechowywania i rodzaju lampy.

Przechowywanie	Lampy
	Wyładowanie gazu	Rozżarzony
Na podłodze	75	50
Na półkach	200	100

Parametry oświetlenia w budynkach mieszkalnych i ośrodkach wypoczynkowych

W przypadku biura, sali bilardowej, biblioteki standardowa wysokość stołu to 0,8 m od linii podłogi.

Rodzaj pokoju	Oświetlenie, lx
Szyby windy	5
Przenosi się na podłogi, strychy, korytarze	20
Pomieszczenia na sprzęt komunikacyjny	20
Pomieszczenia dla wózków i rowerów	30
Schody	20
Punkty konsjerża	150
Łazienki, prysznice, wanny	50
Sale bilardowe	300
SIŁOWNIA	150
Szatnie, baseny, sauny	100
Przebieralnie	75
Zaplecze	300
Korytarze i hole w mieszkaniach	50
Biblioteki, biura	300
Pokój dziecięcy	200
Kuchnia	150
Pomieszczenia mieszkalne	150
Lobby	30

Normy te są brane pod uwagę przy układaniu przewodów elektrycznych i instalowaniu urządzeń oświetleniowych.

Obliczanie strumienia świetlnego

Aby obliczyć strumień świetlny, możesz użyć specjalnego urządzenia pomiarowego lub kierować się wskaźnikiem mocy światła w zależności od strumienia:

• Lampa LED w żarówce matowej - moc urządzenia pomnożona przez 80 lm/W będzie strumieniem świetlnym;
• źródła żarowe - moc lampy jest mnożona przez 100 lm/W;
• energooszczędne świetlówki kompaktowe - pomnożone przez 60 lm/W;
• DRL - moc należy pomnożyć przez 58 lm/W.

Skuteczność metody zależy od natężenia strumienia świetlnego w lampie, standardów oświetlenia, współczynników bezpieczeństwa (czystość obiektu i rodzaj źródła), wykorzystania strumienia świetlnego, korekcji, liczby lamp oraz powierzchni ​pokój. Przy obliczaniu kierują się również konstrukcją urządzenia, obecnością powłoki ochronnej.

Błąd obliczeń teoretycznych wynosi około 30%.

Moc światła

Natężenie światła rozumiane jest jako wartość strumienia świetlnego podzielona przez kąt bryłowy, w którym się znajduje. Jeśli wiązka światła jest ustawiona jako objętość, siłą jest gęstość przestrzenna. Wskaźnik mierzony jest w kandelach (Cd).

Kandela jest jednostką miary natężenia światła pulsującego świecy woskowej. Jest równy 1/683 W przy częstotliwości od 540 do 1012 Hz, co odpowiada zielonemu odcieniowi. 1 kandela odpowiada 1 lumenowi tylko wtedy, gdy wiązka światła rozchodzi się pod kątem stożka 65 stopni. Milikandele służą do oznaczania urządzeń kierunkowych - diody sygnalizacyjne, małe latarki.

Waty i lumeny

Jeszcze do niedawna przy wyborze żarówek kierowano się mocą, czyli ilością watów. Im jest większy, tym wyższe oświetlenie. Obecnie oznaczenie jakości oświetlenia produkowane jest w lumenach.

Ale Watta nie można po prostu przetłumaczyć na Lumen, ponieważ pierwsze oznaczenie to moc, a drugie to objętość promieni świetlnych ze źródeł. Do transformacji trzeba znać skuteczność świetlną (lm/W), a także rodzaj lampy, sprawność odbłyśnika, straty w obecności dyfuzora, procent upływu strumienia świetlnego.

Zamiast długich obliczeń, powinieneś skupić się na tabeli przestawnej.

Moc, W	Strumień świetlny, Lm
Lampy żarowe
20	250
40	400
60	700
75	900
100	1200
150	1800
Świetlówki
5-7	250
10-12	400
15-16	700
18-20	900
25-30	1200
40-50	1800
Źródła LED
3-4	250-300
4-6	300-450
6-8	450-600
8-10	600-900
10-12	900-1100
12-14	1100-1250
14-16	1250-1400

Jeśli chcesz zaoszczędzić pieniądze, wymień żarówkę 1000 W na oprawę świetlówkową (25-30 W) lub LED (12-15 W).

Jak i w czym mierzy się strumień świetlny

Wartość światła - SP mierzona jest w lumenach. Jeden lumen jest analogiczny do SP izotropowego źródła światła o mocy 1 kandeli i kącie 1 steradianu.

W produkcji do pomiarów wykorzystywane są specjalne urządzenia. Ta metoda pozwala dokładnie określić wspólne przedsięwzięcie:

• Fotometr to urządzenie ze sferą aparatu. Współczynnik odbicia części wewnętrznej wynosi 1. Pomiar odbywa się poprzez umieszczenie żarówki na środku kamery i uzyskanie rozproszonej wiązki światła.
• Goniometr to urządzenie fotometryczne z wbudowanym luksomierzem, które może poruszać się po kuli. W procesie całkowania oświetlenia wartość wyświetlana jest w lumenach.

Luksomierz jest kalibrowany w wartościach bezwzględnych: 1 lm/m2 równa się 1 luksowi.

Zwykły człowiek wybierając lampę lub lampę nie musi zagłębiać się w dokładny system pomiarowy. Wymieniając urządzenie żarowe na halogenowe, warto pamiętać, że waty nie są lumenami. Te pierwsze służą do określenia mocy, te drugie opierają się na oświetleniu, a podczas pracy standardowa lampa traci 15% jasności, świetlówka – 30%, LED – od 5 do 10%.