В чем измеряется сила света и что такое световой поток

Для чего нужно делать расчет освещенности?

Расчет количества светильников и выбор их мощности производится с целью создания комфорта для человека, находящегося в условиях искусственного освещения. Дело в том, что чрезмерно яркий свет или наоборот его недостаток вынуждают наши глаза напрягаться. Частое напряжение зрительных органов приводят к утрате зрения. Кроме того, ученые доказали, что плохое освещение негативно влияет на психоэмоциональное состояние человеческого организма.

Идеальный свет для наших глаз несут природные источники освещения (утренний, дневной и вечерний свет). Ключевой задачей проектирования систем освещения выступает создание условий, при которых искусственный свет в помещении будет максимально приближен к естественному.

Результаты преобразования электрической энергии в электромагнитное излучение воспринимается нашим зрительным органом как свет. В СНиП присутствуют правила, согласно которым подбираются осветительные приборы для различных типов помещений.

Нюансы освещения помещений

Для подсвечивания комнат ориентируются на площадь помещения, выбранную схему размещения светильников (к примеру, с люстрой и точечными светодиодными лампами) и мощность осветительных приборов. Свет должен равномерно рассеиваться по квартире или офису.

Качественные показатели — осветительная установка

Качественные показатели осветительных установок в основном определяются требованиями к равномерности распределения освещенности и ограничению слепящего действия.
 

В табл 2.25 приведены нормируемые уровни освещенности и регламентируемые качественные показатели осветительных установок. При наличии помещений без естественного света или с недостаточным по нормам естественным освещением в таблицу следует включить дополнительные данные по этому помещению, соответственно расширив ее.
 

В электротехническом разделе этого документа приведены уровни освещенности и качественные показатели осветительных установок для помещений лечебно-профилактических учреждений.
 

Кроме количественных, ( уровни освещенности) нормируются и качественные показатели осветительных установок: ослепленность Р и дискомфорт М, коэффициент пульсации освещенности / Сп и цилиндрическая освещенность.
 

Нормы освещенности, ограничения слепящего действия светильников, пульсаций освещенности и другие качественные показатели осветительных установок должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 23 — 05 — 95 Естественное и искусственное освещение и других нормативных документов, утвержденных или согласованных с Госстроем России и министерствами и ведомствами Российской Федерации в установленном порядке.
 

Нормы освещенности, ограничения слепящего действия светильников, пульсации освещенности и другие качественные показатели осветительных установок, виды и системы освещения должны приниматься согласно требованиям СНиП 23 — 05 — 95 Естественное и искусственное освещение и другим нормативным документам, утвержденным или согласованным с Госстроем ( Минстроем) РФ и министерствами и ведомствами Российской Федерации в установленном порядке.
 

Нормы освещенности, ограничения слепящего действия светильников, пульсаций освещенности и другие качественные показатели осветительных установок должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП П-4-79 Естественное и искусственное освещение и соответствующих инструкций, утвержденных Госстроем СССР в установленном порядке.
 

Нормы освещенности, ограничения слепящего действия светильников, пульсаций освещенности и другие качественные показатели осветительных установок должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 23 — 05 — 95 Естественное и искусственное освещение и других нормативных документов, утвержденных или согласованных с Госстроем России и министерствами и ведомствами Российской Федерации в установленном порядке.
 

Нормы освещенности, ограничение слепящего действия светильников, пульсации освещенности и другие качественные показатели осветительных установок, виды и системы освещения должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП П-4-79, с отраслевыми нормами искусственного освещения, ПУЭ и.
 

Нормы освещенности, ограничения слепящего действия светильников, пульсаций освещенности и другие качественные показатели осветительных установок должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 23 — 05 — 95 Естественное и искусственное освещение и других нормативных документов, утвержденных или согласованных с Госстроем России и министерствами и ведомствами Российской Федерации в установленном порядке.
 

Нормы освещенности, ограничения слепящего действия светильников, пульсаций освещенности и другие качественные показатели осветительных установок должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 11 — 4 — 79 Естественное и искусственное освещение и соответствующих инструкций, утвержденных Госстроем СССР в установленном порядке.
 

Нормы освещенности, ограничения слепящего действия светильников, пульсаций освещенности и другие качественные показатели осветительных установок должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП Н-4-79 Естественное и искусственное освещение и соответствующих инструкций, утвержденных Госстроем СССР в установленном порядке.
 

Как было показано ранее в § 1 — 1, значения эквивалентных контрастов и угловых размеров объектов наблюдения определяются распределением излучения в пространстве объекта и в пространстве наблюдателя, а также распределением излучения по времени и спектру. Из всего сказанного следует, что качественные показатели осветительной установки часто определяют видимость не в меньшей степени, чем количественные характеристики освещения.
 

Что еще важно знать

Световой поток может изменяться в зависимости от того, в какой плоскости разместить осветительный прибор. Например, расположенная на потолке лампа в люстре будет испускать поток освещения в неизменном виде в границах, определяемых плафоном. В других направлениях свет будет рассеиваться равномерно.

Также при организации освещения в помещениях следует обязательно учитывать цвет стен. Поток, отражаемый от светлых стен, будет более мощным, чем при отражении от темных поверхностей.

При правильном подходе к организации освещения можно уменьшить расходы на электричество. Достаточно лампу в 100 Вт заменить на люминесцентную в 30 Вт. Большая экономия будет наблюдаться, если для освещения использовать светодиодную лампочку в 12 Вт. При этом уровень освещенности в комнате будет примерно одинаковым.

При покупке ламп необходимо учитывать, что на 1 м² площади должно приходиться 15–20 Вт от принятой нормы. Подобный расчет является приблизительным. При определении типа освещения следует учитывать и цветовой спектр ламп.

Например, имеется помещение под гостиную с площадью в 14,5 м². Подсчитаем, какие источники света понадобятся для ее освещения.

Для данного помещения общий световой поток должен рассчитываться по формуле: 15,5 м² x 150 лк = 2325 лм. Потом подбираются светильники и лампы, исходя из этого параметра. Высчитывается необходимое их количество. Если покупаются лампы в 550 лм, потребуется 5 подобных ламп для нормального освещения помещения.

При замене простой лампочки необходимо помнить, что ватты и люмены – это разные величины

Покупая лампочку, в первую очередь необходимо обращать внимание на ее яркость и лишь потом на мощность. Если на лампочке нет необходимой маркировки, надо найти освещенность в специальной таблице (например, в Интернете)

При установке источников света в квартире или доме необходимо учитывать и конструкции светильников. Яркость свечения может изменяться со временем. Чем дольше служит лампа, тем больше яркости она теряет. У лампы накаливания исчезает до 15% потока. У люминесцентной лампы эти потери в 2 раза выше. Меньше всего яркости теряет светодиодная лампа – около 10%.

Рекомендуем посмотреть видео по теме:

https://youtube.com/watch?v=l39b67PA-WA

Нужно ли, на самом деле, измерять степень освещенности и что такое единица измерения света?

Ученые доказали, что тусклый или, наоборот, слишком яркий свет разрушают сетчатку человеческого глаза, из-за чего ухудшается острота зрения. Из-за разрушения сетчатки скорость и качество функционирования мозга снижаются. Недостаточное количество яркости увеличивает в людях сонливость, понижает работоспособность и ухудшает настроение

Следует учесть, что мы не берем во внимание ситуации, в которых тусклое свечение украшает обстановку: романтическое свидание, просмотр фильма и так далее. Насыщенный световой поток прибавляет сил, энергии, желания работать, тем самым быстрее утомляя человека

Единица измерения света установлена СанПиНом называют санитарные правила и нормы — данные, на которые нужно равняться при измерении освещенности. Замеры делаются для определения не только степени освещенности, но и уровня шума, пыли, загрязненности, вибрации. По мнению докторов, постоянный недостаток света на рабочем месте приводит к переутомлению сотрудников, ухудшению зрения и концентрации внимания. Рабочие становятся менее трудоспособными, что может вылиться в несчастный случай по невнимательности или другим причинам.

Помимо людей, от недостаточной освещенности страдают и другие живые организмы: растения, животные. Для быстрого развития и плодородного цветения растениям обязательно нужен мощный поток света. У животных из-за некачественного освещения могут появиться нарушения в росте и развитии, репродуктивной функции, наборе массы тела и может снизиться активность существа.

Разбираемся в теории освещённости

Любой источник света испускает определённый поток световой энергии, попадающий на поверхность. Интересующая нас освещённость измеряется в люксах (лк). Единица измерения светового потока — люмен (лм). Один люкс — это освещённость, при которой на поверхность площадью один квадратный метр падает световой поток равный одному люмену.

Освещённость бывает горизонтальная, вертикальная, цилиндрическая и др.

Чаще всего в оценках применяется горизонтальная освещённость, а цилиндрическая в большей мере относится к качественным показателям системы освещения. Цилиндрическая освещённость характеризует качество отображения объёмных предметов сложной формы и фактурной поверхности. Горизонтальная же является основным количественным показателем осветительной установки, который можно рассчитать на стадии проектирования и произвести замер освещённости в существующем помещении с помощью приборов.

Как перевести люксы в люмены

также: Оценка максимума эффективности белого света

Лю́мен (обозначение: лм, lm) — единица измерения светового потока в СИ.

Количество люмен указывает, сколько света испускает лампа во всех направлениях.

Чем больше число люмен, тем больше света.

Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд × ср). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π люменам.

Канде́ла (обозначение: кд, cd) — единица измерения силы света в СИ (от латинского candela, свеча).

Количество кандел указывает, сколько света испускает лампа в одном направлении, в котором она светит наиболее интенсивно.

Одна кандела — сила света в данном направлении от источника монохроматического излучения с частотой 540*1012 Гц, (555 нм, зеленый цвет) имеющего интенсивность излучения в этом направлении равную 1 / 683 Вт в телесном угле равном одному стерадиану.

Калькулятор для перевода люмен в канделы

Пересчет ведется по формуле: Fv=I*2π(1-cos(α)), где Fv — световой поток Iv — сила света α — угол половинной яркости

Для расчета введите угол и силу света (световой поток).

Учтите, результаты расчета зависят от оптических параметров светодиода и дают ориентировочный результат!

Световой поток типовых источников света

Приведены сравнительные параметры некоторых источников света, значения приблизительные, только для сравнительной оценки.

Мощность излучения, взаимосвязь энергии света (Ватты) и светового потока (люмен)

Важным параметром для оценки энергоэффективности светодиодного излучателя считается соотношение между излучаемой мощностью и мощностью, выделяемой в виде тепла.

Излучаемый светодиодом свет, как известно, обладает определенной энергией и энергия света зависит от длины волны.

Однако сила света не пропорциональна энергии светового излучения, а зависит от чувствительности человеческого глаза. Иначе говоря, сила света — это мощность светового излучения, которое доступно для восприятия человеческим глазом. Чтобы пересчитать излучаемую энергию (Ватты) в световой поток (люмены), нужно знать длину волны излучения и кривую чувствительности человеческого глаза.

Нетрудно догадаться, что для монохромного излучения эта задача решается легко, а для светодиода белого цвета, необходимо еще знать спектр его излучения и выполнить довольно сложное интегрирование.

Можно оценить, что белый светодиод мощностью 1 Вт с эффективностью 100 лм/Вт излучает в виде света 0,4 Вт и 0,6 Вт рассеивает в виде тепла, а лампа накаливания из потребляемых 100 Вт излучает в видимой области спектра только 6 Вт (0,06 Вт на 1 Вт).

Энергия, потребляемая источником света от сети питания, не полностью преобразуется в излучение.

Особенно это актуально для светодиодных ламп. Кроме потерь энергии в самом светодиоде, мощность теряется в преобразователе питания, часть света задерживается оптикой — отражателями, рассеивателями, линзами.

При использовании светодиода с эффективностью 100 lm/Вт, эффективность лампы редко достигает 80 lm/Вт, а для наиболее распространённых изделий бывает 60-70 lm/Вт. В итоге, современные лампы массового производства примерно в 10 раз эффективнее лампы накаливания.

Законодательство

Существуют законодательные акты, в которых указываются нормативы освещения рабочей зоны. Так, требования к освещению рабочего места можно найти в:

в ГОСТ 55710-2013, СП 52.13330.2016 (актуализированная редакция СНиП 23-05-95) — данные нормативы также используются при проектировании помещений;
СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 применяется к организации трудовых мест в уже построенных зданиях

Важно знать, что проверки регулирующих органов проводятся на соответствие СанПиН.

СНИП

Строительные нормы и правила проектирования освещения это свод нормативных документов в сфере строительства, принятый органами исполнительной власти и содержащий обязательные требования, включающие в себя 4 части:

1. Общие положения.
2. Проектные нормы.
3. Правила осуществления и приемки работ.
4. Сметные правила и нормы.

СанПиН

Санитарные правила и нормы охватывают огромную сферу воздействия. Требования СанПин-а должны учитываться при разработке СНиП, технической и нормативной документации и согласовываться с Госсанэпидслужбой РФ. СанПин распространяются как на действующие производства, так и на проектирование, эксплуатацию строящихся предприятий и зданий.

Санитарные нормы и правила предъявляют серьезные требования к обеспечению условий жизнедеятельности человека и устанавливают норму безопасности факторов среды его обитания. Данные требования должны быть учтены и при разработке СНиП, нормативных и технических актов, а также быть согласованными с ГосСанЭпидНадзором Российской Федерации.

Документальная основа

Расчет нормы освещенности регламентируется несколькими правовыми актами. Самый главный документ — СНиП. Еще имеют место быть СанПиН, МГСН (Московские городские строительные нормы), а также большое количество региональных (для каждого субъекта РФ) и отраслевых документов, актов и пр.

Особенности определения освещенности для светодиодных приборов

Этот тип оборудования пользуется самой большой популярностью, поэтому надо использовать несколько рекомендаций при выборе оборудования и его эксплуатации. После того, как определены нужные показатели, следует подобрать конкретные лампочки или светильники и высчитать нужное для помещения количество

Важно распределить их равномерно, чтобы не было плохо освещенных участков

Проводить замеры показателей следует после того, как оборудование проработает как минимум 2 часа. Это связано с тем, что диоды нагреваются, что влияет на их рабочие характеристики

Повторять измерения там, где это важно, надо 1-2 раза в год. Со временем рабочие показатели диодов, особенно низкокачественных, могут сильно снизиться

Разобраться в единицах измерения освещенности несложно, так как вариантов немного. А для практического использования хватит и одного, поэтому проще всего выбрать подходящую систему измерения и применять ее.

Плотность и мощность светового потока

Часто используют и эти термины для определения качества света. Так как трактовка бывает разной, иногда возникают сложности с тем, что подразумевается под этими показателями. Тут все достаточно просто:

Плотность света – соотношение светового потока к площади его распространения. Этот параметр еще называют яркостью и измеряется он в канделах на квадратный метр

Показатель влияет на зрительное восприятие обстановки в помещении, так как важно, чтобы освещение было комфортным, для чего плотность должна попадать в определенный диапазон. При этом световой поток с яркостью, превышающей 500 Кд/м.кв

создает дискомфорт для зрения.
Мощность светового потока определяет воздействие видимого излучения на зрительное восприятие. Единицей измерения является люмен, при этом в расчет берется общий показатель вне зависимости от направления освещения. То есть, лампа с одним и тем же световым потоком может освещать площадь и в 10, и в 100 кв.м. Поэтому гораздо проще и удобнее судить по показателям освещенности, так как при использовании конструкций с качественным отражателем можно создать комфортные условия при меньших затратах энергии.

Для обеспечения нужной мощности конструкции светильников часто оборудуют рассеивателями, а поверхности внутри делают отражающими. Это позволяет направить весь световой поток на ограниченное пространство, что повышает его интенсивность и позволяет экономить электричество. По схожему принципу действует линза Френеля, а также оптика, используемая в проекторах и другом оборудовании.

Соотношение мощности ламп и их светового потока отличается в разных видах оборудования.

Нормы и требования по освещению

Чтобы грамотно нормировать освещение, нужно строго следовать СанПиН и иным нормативным документам. Все требования можно условно поделить на касающиеся собственно освещенности и относящиеся к качеству света. Общие для всех отраслей требования:

• освещенность достаточна для каждого человека;
• работник может регулировать освещение — направлять свет в нужную сторону, менять его интенсивность;
• кроме искусственного света обязательно присутствует естественный;
• все светильники на потолке, стенах должны быть приглушенного цвета, лампочки не вызывают зрительного дискомфорта.

Освещение при работе за ПК

Долгая, ежедневная работа с компьютером часто вызывает снижение зрения у сотрудников. Такие проблемы можно исключить или замедлить, соблюдая нормы и рекомендации:

• световой поток — 300 Лк;
• яркость элементов в осветительных приборах менее 200 кд/кв.м.;
• коэффициент естественного освещения (КЕО) — от 1,2%;
• расположение окна сбоку от места работы;
• наличие индивидуальных приборов освещения в комплексе с общими, если последних не достаточно;
• расположение локальных источников света справа от экрана;
• отсутствие бликов на мониторе;
• равномерное распределение луча света по столу и монитору.

Коэффициенты отражения окружающих поверхностей

Отражение от поверхностей — важный показатель при организации рабочего места. Коэффициент отражения поверхности означает способность основания отражать падающий световой поток. Он равен отношению света, отраженного от поверхности, к общему падающему световому потоку. Такие коэффициенты давно рассчитаны (в зависимости от материала цифры могут варьироваться):

• пол — 0,2-0,4;
• стены — 0,5-0,8;
• потолок — 0,7-0,9;
• стол, рабочая поверхность — 0,2-0,7.

Нормы освещения на производстве

Существуют определенные рекомендации по нормированию освещения в производственных помещениях. Они сильно отличаются в зависимости от точности и сложности работ. Например, для швеи, грузчика и сборщика мелких электротехнических изделий нормы совершенно разные. На производстве организация рабочих мест подчиняется таким требованиям:

• отсутствие статических и динамических теней на месте работы (они являются фактором травматизма);
• отсутствие бликов, отраженного блеска, излишней яркости, которые слепят сотрудников;
• стабильная, немигающая подсветка;
• верная цветопередача лампочек;
• физическая прочность приборов, их стойкость к вибрированию, износостойкость.

Нормы по освещенности для разных производственных отраслей:

Подразряды уменьшают норму по освещенности. Так, при подразряде а — постоянной работе, она выше, далее снижается при подразряде б (постоянное пребывание в помещении с периодическим трудом), в (периодическое пребывание на работе и периодический труд), г (наблюдение за коммуникациями, оборудованием).

Отраслевые нормы искусственного освещения

Кроме сведений СНиП, которые являются общими, есть ряд отраслевых документов, разрабатываемых специальными институтами. Они устанавливаются в зависимости от типа отрасли после анализа ее специфики, и только затем переходят в разряд рекомендаций. При отсутствии конкретных отраслевых норм придется пользоваться общими.

Все нормативы в промышленности зависят от точности зрительных работ, которая делится на 7 разрядов в зависимости от величины объекта работы и сложности труда. Например, точные работы (1-4 разряды) подразумевают наличие объекта размером от 0,15 мм (наивысшая точность) до 5 мм (средняя точность). Пятый разряд (малой точности) может включать работу со светящимися объектами.

При делении работ по сложности внутри разряда учитывается цвет фона, ведь он влияет на коэффициент отражения (так, черный цвет имеет самый низкий коэффициент отражения). Нормы обязательно учитывают следующие факторы:

• длительность работы;
• напряженность труда;
• степень разрешения задачи — различение или поиск;
• число объектов в поле зрения;
• возраст сотрудников;
• квалификация сотрудников.

Как и в чем измеряется

Единица светового потока обозначается 1 люмен (лм или lm), при этом 1 люмен приравнивается к световому потоку с силой в 1 канделу, излучаемую в 1 стерадиан. Яркость освещения исчисляется в кд/м².

Интенсивность никогда не изображается прямой линией на графике. Она распространяется в разных направлениях и имеет телесный угол. Вершина такого угла располагается в центре сферы. Размеры угла интенсивности освещения выражаются в стерадианах.

В отличие от привычного плоского угла из геометрии, этот угол является объемным и графически будет передаваться в виде конуса. Хотя специалисты считают такое сравнение не совсем корректным.

Лампа накаливания в 100 В имеет силу светового потока в 1380 лм, а люминесцентная лампа ЛБ 40 В – 2800 лм.

Интересные факты:

1. Яркость люминесцентных ламп находится в промежутке от 5000 до 15000 кд/м².
2. Яркость поверхности солнца имеет значение 2000000000 кд/м².

Знать, какой поток создает осветительный прибор, необходимо для того, чтобы правильно организовать освещение в помещении. Но часто производители не указывают данный параметр на упаковках даже ламп накаливания. Силу потока можно соотнести с мощностью осветительного прибора. Существуют специальные таблицы, где прослеживается такая зависимость. Данные в ней получены путем измерений.

Наиболее интенсивный поток света создают диодные лампы при относительно небольшой мощности. Так, светильник мощностью в 16 Вт создает поток в 1400 лм. На практике это будет означать, что данные осветители будут светить ярче.

Существует величина, которая тоже описывает освещение, – светимость. Данный показатель характеризует плотность потока, который испускает светящаяся поверхность. Измеряется светимость в Вт/м².

Полезное видео по теме:

https://youtube.com/watch?v=12Zv3IPFH5Q

Системы и виды освещения на рабочем месте

Освещённость на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы; равномерное распределение яркости на рабочей поверхности и отсутствие резких теней; величина освещения постоянна во времени (отсутствие пульсации светового потока); оптимальная направленность светового потока и оптимальный спектральный состав; все элементы осветительных установок должны быть долговечны, взрыво-, пожаро-, электробезопасны.

При освещении рабочего места используют:

• естественное освещение;
• искусственное;
• совмещенное.

Естественное освещение- это освещение, создаваемый светом неба(прямым и отраженным), искусственное- человек осуществляет с помощью электрических лампам, и совмещенное, при котором в светлое время суток недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным. B спектре естественного (солнечного) света в отличие от искусственного гораздо больше необходимых для человека ультрафиолетовых лучей. Для естественного освещения характерна высокая диффузность (рассеянность) света, весьма благоприятная для зрительных условий работы.

Естественное освещение подразделяют на:

• боковое (осуществляемое через световые проемы в наружных окнах)
• верхнее (осуществляемое через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях, а также через световые проемы в местах перепада высот смежных пролётов зданий)
• комбинированное (к верхнему освещению добавляется боковое)

По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть двух систем — общее и комбинированное, когда к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах.

Общее освещение подразделяют на общее равномерное освещение (при равномерном распределении светового потока без учета расположения оборудования) и общее локализованное освещение (при распределении светового потока с учетом расположения рабочих мест). Применение одного местного освещения внутри зданий не допускается.8

Заключение

Из всего вышесказанного можно убедиться, что планирование уровня освещенности для каждого помещения в доме – сложный и трудоемкий процесс. При этом необходимо учитывать очень много разнообразных параметров, если вы хотите получить качественное и комфортное освещение. Опираясь на данные, приведенные в СНиП, вы без особых проблем сможете определить уровень света, необходимый для каждой отдельной комнаты в доме или квартире. Главное здесь – терпение, которое вознаградится отменным здоровьем и хорошим самочувствием.

Источники

• https://1posvetu.ru/svetodizajn/normy-osveshhennosti-zhilyh-pomeshhenij.html
• https://ProNormy.ru/stroitelstvo/dizayn/normy-osveschennosti-zhilykh-pomescheniy
• https://obosveschenii.ru/svetodiodnoe-osveshhenie/raschet-svetodiodnogo-osveshheniya
• https://elektrika-svoimi-rykami.com/raschet-osveshheniya/raschet-osveshheniya

Похожие записи:

Программируемый логический контроллер и его применение Что такое слаботочный щиток и зачем он нужен в квартире? Favourite Подборка лучших супер-магнитов, поисковых магнитов и редкоземельных магнитов с aliexpress Один ампер сколько миллиампер Основные характеристики тон генераторов для прозвонки кабелей