Zrozumienie, w jaki sposób jednostki miary „lumen” i „luks” są ze sobą poprawnie powiązane, a także gdzie są używane, jest niezbędne do skutecznego rozwiązywania następujących codziennych sytuacji:
- określenie i weryfikacja oświetlenia w obszarze mieszkalnym pod kątem zgodności z normą;
- umiejscowienie opraw w celu stworzenia takiego samego oświetlenia w dowolnym miejscu pomieszczenia;
- zapobieganie nadmiernym wydatkom energii elektrycznej na urządzenia oświetleniowe;
- zapobieganie chorobom oczu wynikającym z braku światła i negatywnym stanom organizmu spowodowanym naruszeniem biorytmów.
Zawartość
Co to jest lumen i luks
Każde źródło światła można scharakteryzować siłą emitowanego światła. W międzynarodowym systemie metrycznym jest mierzona w kandelach (cd). Pochodna kandeli to wartość bezpośrednio charakteryzująca strumień świetlny – lumen, w skrócie – lm.
Ważny: na nowoczesnych lampach i produktach z diodami LED podana jest wartość emitowanego przez nie strumienia świetlnego w lumenach lub wartość strumienia świetlnego w lumenach na wat (lm/W).
Sprawność świetlna w konkretnych liczbach opisuje sprawność przetwarzania energii elektrycznej na światło oraz charakteryzuje sprawność lampy. Aby uzyskać same lumenów, należy pomnożyć wartość w lm/W przez wartość mocy produktu w watach. Na przykład strumień świetlny 100-watowej żarówki wynosi 15 lm/W. Czyli teoretycznie emituje światło o mocy 1500 lumenów. W rzeczywistości zawsze występują straty w stosunku przysłony. Przede wszystkim wynika to z materiału samej lampy.
Uwzględnienie ruchu fal świetlnych w przestrzeni nieuchronnie prowadzi do koncepcji iluminacji, ponieważ światło nie świeci w siebie, jest zawsze skierowane na zewnątrz od źródła i sprawia, że inne obiekty są widoczne dla ludzkiego oka. Oczywiście w tym przypadku pada na powierzchnię pewnego obszaru, przez co jest oświetlony.
Lux to jednostka miary natężenia oświetlenia. Jeżeli strumień świetlny 1 lumen pada prostopadle i równomiernie na powierzchnię jednostki powierzchni (1 m²), to jego oświetlenie wyniesie 1 luks.
Bezwzględna wartość natężenia oświetlenia w luksach będzie zawsze wielokrotnością wartości strumienia świetlnego w lumenach dla każdego konkretnego źródła światła, ponieważ zależność między tymi wartościami jest odwrotnie proporcjonalna. Im większa oświetlona powierzchnia, tym gorsza charakterystyka oświetlenia. Na przykład lampa żarowa 1500 lm, umieszczona w nieprzezroczystym sześcianie o powierzchni czołowej 1 m², ściśle w jego środku, to znaczy w równej odległości ze wszystkich jej boków, oświetli tylko 6 m² (4 strony 1 m², 1 dół + 1 góra). Czyli iluminacja wewnątrz takiej kostki będzie wyglądała:
1500 lm / 6 m² = 250 lx.
Teraz niech ta sama żarówka w żyrandolu oświetli kwadrat - dla ułatwienia obliczeń - pomieszczenie o długości ściany 4 m. Będzie to ten sam sześcian o powierzchni 16 m² z każdej strony, a łączna powierzchnia wyniesie 96 m². Jednocześnie, dla czystości obliczeń, żarówkę należy zawiesić na środku pomieszczenia w odległości 2 m od podłogi i sufitu. Wtedy oświetlenie w każdym punkcie pomieszczenia wyglądałoby następująco:
1500 lm / 96 m² = 15,625 lx.
W praktyce nikt tego nie robi, maksymalna długość zawieszenia żyrandola wynosi tylko 0,5 m. Skupiając się na wrażeniach wzrokowych, osoba poczuje, że bezpośrednio pod żarówką jest więcej światła niż w rogach pomieszczenia, a niewielka obszar na suficie w miejscu mocowania lampy jest najlepiej oświetlony pod warunkiem, że jego konstrukcja jest otwarta od góry.
W życiu codziennym, oprócz jasności, na oświetlenie powierzchni wpływają następujące czynniki:
- odległość do źródła światła;
- lokalizacja źródła światła;
- jego forma;
- kąt padania światła (obrót i nachylenie cokołów);
- krzywizna samej powierzchni;
- zmiana cech przestrzennych;
- właściwości odblaskowej powierzchni (na przykład czarna aksamitna powierzchnia i lustra powinny być inaczej oświetlone).
Dlatego w praktyce obliczenia teoretyczne są bezużyteczne, a do pomiaru oświetlenia służy luksomierz.
Jak przekonwertować luks na lumen
Jeśli jednak znasz pożądaną wartość natężenia oświetlenia w luksach i powierzchnię oświetlanej powierzchni, możesz obliczyć wymaganą ilość strumienia świetlnego w lumenach. Jednocześnie należy rozumieć, że obliczenia będą wykonywane przy wielu założeniach, ponieważ nie jest możliwe przybliżenie warunków jego realizacji do fizycznie idealnych. Przy obliczaniu należy przyjąć, że:
- źródło światła znajduje się pośrodku;
- oświetlenie jest jednolite na całym obszarze, co jest prawie niemożliwe;
- światło pada pod tym samym kątem na całej powierzchni;
- powierzchnia jest oświetlona z wnętrza sfery myśli, którą zakłada się, że znajduje się wokół źródła.
Ważny! Praktyczne sformułowanie tego zadania brzmi znacznie prościej: istnieje norma oświetlenia w luksach dla konkretnego pomieszczenia, na przykład biura - 300 luksów. Ile lamp należy umieścić, aby było to zgodne? Aby to zrobić, najpierw obliczana jest wymagana wartość w lumenach. Nieuniknione nierówności w oświetleniu można skorygować dodatkowym podświetleniem.
Aby otrzymać wartość w lumenach, należy pomnożyć normę w luksach przez wartość obszaru, który wymaga oświetlenia.
Przykład: Niech biuro o normie 300 luksów ma długość ściany 10 metrów i wysokość sufitu 4 metry. Wymagane jest obliczenie minimalnej liczby lumenów wymaganej do spełnienia normy.
Powierzchnia podłogi i sufitu wyniesie: 10 x 10 = 100 m².
Powierzchnia każdej ściany: 4 x 10 = 40 m².
Teoretycznie, przy założeniu równomiernego oświetlenia i usytuowania źródła w równej odległości od wszystkich punktów na powierzchni, problem rozwiązuje się następująco:
300 luksów x (4 x 40 + 100 + 100) m² = 300 x 360 = 108 000 lm.
Jeśli tę astronomiczną wartość „przełożyć” na zwykłe 100-watowe żarówki, to potrzebne są tylko… 72 sztuki.
Praktyczne podejście będzie inne. Nie ma absolutnie potrzeby doświetlania sufitu - miejsca pracy pracowników znajdują się poniżej. Co więcej, konstrukcja wielu lamp sufitowych uniemożliwia rozchodzenie się światła w górę. Tak więc z obliczeń musisz usunąć obszar sufitu:
300 lx x 260 m² = 78 000 lm.
Nowoczesne lampy sufitowe z diodami LED mogą wytwarzać 5000 lumenów.W związku z tym będą potrzebować 16 sztuk (78 000/5000), zaokrąglonych do najbliższej liczby całkowitej.
Tę liczbę można zmniejszyć. Zgodnie z SanPiN 2.2.1 / 2.1.1.1278-03 oświetlenie mierzone jest nad powierzchnią roboczą oraz w punktach kontrolnych oddalonych o 1 m od ścian i otworów świetlnych.Wystarczy umieścić urządzenia oświetleniowe nad miejscami pracy pracowników. Matematycznie zmniejszając charakterystykę geometryczną podłogi o 1 m z każdej strony, otrzymujemy:
300 luksów x (160 + 64) m² = 300 x 224 = 67200 lm.
Co w lampach sufitowych będzie: 14 sztuk zaokrąglonych do najbliższej liczby całkowitej.
Wartości lumenów dla różnych opraw oświetleniowych
Współczesne wymagania dotyczące opakowań opraw oświetleniowych zobowiązują do pełnego przybliżenia konsumentowi ich parametrów technicznych. Dlatego znalezienie wartości w lumenach pod skrótem „lm” lub „lm” będzie łatwe. Na przykład:
- lampa żarowa 100 W - 1300-1500 lm;
- żarówka 60 W „General Electric” - 660 lm;
- lampa energooszczędna „NetHaus”, halogen 13 W - 250 lm;
- lampa diodowa (LED) „Gauss Elementary” 12 W „jak w 100 W” - 1130 lm;
- lampa diodowa (LED) „Gauss Elementary” 6 W „jak w 60 W” - 420 lm;
- Lampa LED Elektrostandard LTB0201D 60 cm 18V - 1200 lm;
- Lampa stołowa LED Maytoni Nastro, 15 W - 900 lm;
- lampa biurowa TL-ECO na diody LED 48,5 W - 4530 lm (ostateczny strumień świetlny po wszystkich stratach).
Jak widać ze stosunku strumienia świetlnego do mocy urządzenia, oprawy oświetleniowe LED są najbardziej ekonomiczne i wydajne pod względem skuteczności świetlnej.
Uwaga! Ponieważ od 1 stycznia 2020 r. wszystkie kompaktowe, rurowe i przemysłowe świetlówki zawierające rtęć i inne niebezpieczne metale są zakazane w Federacji Rosyjskiej, nie zostały umieszczone w wykazie.
Standardy oświetlenia
Przepisy sanitarne SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03 regulują średnie oświetlenie budynków, budowli i instytucji o różnym przeznaczeniu, a także oświetlenie dworców, dróg, przejść dla pieszych, parków i stadionów.
Normy dotyczące sztucznego oświetlenia w pomieszczeniach mieszkalnych są następujące:
- biuro - 300 lx;
- pokój dziecięcy - 200 luksów;
- salony i kuchnia - 150 luksów;
- garderoba - 75 luksów;
- łazienka i łazienka - 50 luksów;
- korytarz - 50 luksów;
- spiżarnia - 30 luksów.
Jednak w większości przypadków iluminacja pomieszczeń i obszarów mieszkalnych dobierana jest w oparciu o osobiste preferencje samych mieszkańców, a zgodność ze standardem odbywa się tylko w odniesieniu do pomieszczeń produkcyjnych i roboczych.
Na zakończenie warto pamiętać o następujących kwestiach:
- Wartość liczbowa strumienia świetlnego jest podana na opakowaniu produktu oświetleniowego w lumenach.
- Aby otrzymać wartość oświetlenia w luksach należy ją podzielić przez wartość oświetlanej powierzchni wyrażoną w metrach kwadratowych. metrów.
- Istnieją normy sanitarne dotyczące oświetlenia każdego rodzaju pomieszczenia.
- Lampy diodowe (LED) są najbardziej ekonomiczne i wydajne pod względem strumienia świetlnego.
