В каких единицах измеряется освещенность и яркость света

Оглавление

Измерение количества света для светодиодных устройств

Для наглядности удобно представить значение освещенности в типовых ситуациях. Эти значения можно сравнить с параметрами, которые приводят в сопроводительной документации производители светодиодных приборов.

Таблица освещенности

Значение, лк Условия
0,001-0,003 Ночью при сильной облачности
0,2-0,25 Полная луна, ясное небо
15-25 В океане на глубине 45-50 метров при малой замутненности
90-250 Изображение на экране, созданное с применением проекционной техники
90-120 Центр помещения с большими окнами в ясный солнечный день
40-60 Место для чтения
400-550 Рабочее пространство для выполнения сложных операций с миниатюрными объектами
1200-2500 Облачный день
10000-12000 Искусственное освещение съемочной площадки в теле,- или киностудии

В рекламных проспектах для улучшения продаж лампочку могут назвать яркой и энергосберегающей. Чтобы сделать правильный вывод о потребительских параметрах изделия, можно пользоваться представленной выше информацией.

Главные характеристики света

Человек видит спектр цветов – малую часть диапазона электромагнитных волн. Его характеристики влияют на комфортность среды пребывания и самочувствие человека. Существует определение для одного из свойств – световой поток (Ф), который измеряют в люменах (лм). Мощность светового потока источника характеризует вызванное ощущение восприятия света. По его распределению для замкнутого пространства выделяют потоки света: прямого, рассеянного, отраженного. Чем больше света, тем выше число люменов.

Важно! Этот параметр не определяет интенсивность, яркость или производительность свечения, потому что учитывает весь рассеянный поток. Для того, чтобы измерить световой поток требуется много времени и при этом нужно учитывать пространственные характеристики явления


Основные характеристики светоизлучений

Главная характеристика источника – сила света (I), определяющая интенсивность излучения в направлении потока. Она вычисляется через частное светового потока (Ф) и телесного угла (ꭥ) в стерадианах (ср), внутри которого распределяется. В СИ единицу измерения силы света, кандела, обозначают кд, cd.

Вам это будет интересно Определение силы тока в цепи


Телесный угол

Важно! Восковая свеча излучает с около одной канделы (от лат. candela), и ранее эта единица измерения называлась «свечой»

Величина кандел показывает световое излучение точечного источника света на самом интенсивном его направлении.

Покупатели ламп обычно оценивают яркость по мощности потребления (Вт) источника. При хорошей яркости получается четкое и контрастное видение предметов. Однако и слабый, и очень яркий свет неблагоприятен для деятельности человека. Яркость (L) определяется плотностью силы света в направлении поверхности и вычисляется делением I на площадь проекции на перпендикулярную поверхность (зависит от cos угла).

Измеряют показатель яркости (L) света в кд/м². Главной характеристикой восприятия светового ощущения глазами является яркость освещаемой поверхности или источника.


Единицы измерения света

Световая отдача (H) фиксирует экономичность преобразования электрической мощности в световую. При переходе от электрической энергии к световой появляются потери, что вызывает снижение показателей яркости излучения. Измеряют световую отдачу в люменах на ваттах. Можно вычислить световой поток, зная среднее значение световой отдачи.

Практичную светоотдачу имеют светодиодные лампы (потери менее 5%).

Важно! Существуют стандарты качества освещения для помещений, а также для растений или для животных. Освещенность характеризуется отношением светового потока к площади поверхности


Единицы измерения освещения

Значения люменов для разных осветительных приборов

Современные требования к упаковке осветительных приборов обязывают доводить до потребителя их технические характеристики в полном объеме. Поэтому найти значение в люменах под сокращением «лм» или «lm» будет просто. Например:

  • лампа накаливания 100 Вт — 1300-1500 лм;
  • лампа накаливания 60 Вт «General Electric» — 660 лм;
  • лампа энергосберегающая «NetHaus», галогеновая 13 Вт — 250 лм;
  • лампа светодиодная (LED) «Gauss Elementary» 12 Вт «как на 100 Вт» — 1130 лм;
  • лампа светодиодная (LED) «Gauss Elementary» 6 Вт «как на 60 Вт»- 420 лм;
  • светодиодный светильник Elektrostandard LTB0201D 60 см 18В — 1200 лм;
  • настольная светодиодная лампа Maytoni Nastro, 15 Вт — 900 лм;
  • офисный светильник TL-ЭКО на светодиодах 48,5 Вт — 4530 лм (итоговый световой поток после всех потерь).

Как видно из отношения светового потока к мощности устройства, светодиодные осветительные приборы являются самыми экономичными и эффективными на световую отдачу.

Определение и единица измерения

Согласно определению освещенность – это световая величина, равная отношению потока света, падающего на определенный участок поверхности, к площади этого участка:

Эта величина показывает, насколько ярко освещен объект. Величина измеряется в люксах (лк в системе СИ). Она зависит не только от силы светового потока (измеряется в люменах (лм)) и площади поверхности, на которую он падает, но и от расстояния от источника до поверхности и угла падения на нее лучей света:

Где:

  • Iv – сила света в канделах (1 кандела = 10.7 люмена);
  • r – расстояние до источника света;
  • i – угол падения лучей света.

Подробнее о понятии освещенности и ее связи с другими физическими величинами можно прочесть в статье “В каких единицах измеряется освещенность и яркость света – что такое люксы“.

Как и чем измерить

Для измерения этой характеристики используются специальные приборы – люксометры. Они состоят из фотодатчика и электронного прибора, пересчитывающего сигнал с датчика в люксы, которые выводятся на дисплей.

В зависимости от типа освещения (искусственное того или иного типа, естественное, комбинированное – естественное + искусственное) к прибору подключается соответствующий фотодатчик, настроенный на нужный тип.

Пример интересного прибора для изменения параметров освещения – Radex Lupin. Он стоит 75$. Это немало, но цена оправдана функциями. Он может измерять освещенность, яркость и коэффициент пульсаций. Последний параметр не измеряет ни один дешевый прибор. Если для вас это дорого, то можете воспользоваться китайскими люксметрами, цена которых начинается от 15-20 долларов.

Сила света

Логичнее было бы назвать единицу силы света

угловым световым потоком.Luminous intensity — candela (lm/sr), cd —кандела , Кд, «свеча», люмены деленные на стерадиан.Силу света также называют candlepower.Интересно, что в древности 60-ваттную лампочку часто называли 60-свечёвой, но света она давала вовсе не 60 Кд.

Если с одной стороны спирали лампочки поставить рефлектор, поделив сферу пополам, то сила света увеличится в 2 раза. Например, бытовая матовая криптоновая лампа накаливания под брэндом General Electric 75W 230V даёт световой поток 865 люмен. Вогнутое зеркало, делящее сферу пополам, увеличит силу света в 2 раза. Зеркало в форме параболоида вокруг лампочки увеличит силу света до бесконечности, что конечно же, из-за не бесконечно малых размеров невозможно.

Зато возможно в фокусе оптической системы источник света-зеркало увеличить до бесконечности яркость. На практике полную бесконечность получить невозможно, а вот расплавить золото — можно.

Пример выражения яркости (лм) через силу света (Кд)

Дано:светодиод (источник света)силой света (lum. intensity) 110 мКд (mcd)в угле (viewing angle) 130°.———————————Найти: «суммарную силу света» (как бы по всем направлениям), правильно — cветовой поток

в люменах от данного источника света.

Обратите внимание: дано плоское сечение объемного конуса (viewing angle) в ПЛОСКИХ ГРАДУСАХ. Можно пойти по упрощенному пути: «перевести» плоские градусы (в этом толковании) в «правильные» объемные стерадианы через соотношение (1).130° («плоских градусов») ≈ 2 sr («объемных стерадианов»). Советуем изучить Что собой представляет контактор, его особенности и схемы подключения

Советуем изучить Что собой представляет контактор, его особенности и схемы подключения

Можно пойти по упрощенному пути: «перевести» плоские градусы (в этом толковании) в «правильные» объемные стерадианы через соотношение (1).130° («плоских градусов») ≈ 2 sr («объемных стерадианов»)

А люмены (световой поток) — это cd⋅sr,подставляя величины:110 мКд × 2 ср = 220 мЛм = 0,22 Лм.

Неярко, однако! (Ср. лампочками со спиралью накаливания.)Но нужно проверить цену светодиода! Может оказаться дешевле, чем один мощный светодиод. (А может быть, и нет.)

Что такое кандела?

Еще одной важной характеристикой источника света является кандела, входящая в 7 величин Международной системы единиц (СИ), принятых Генеральной конференцией по мерам и весам. Изначально 1 кандела равнялась излучению 1 свечи, принятой за эталон

Отсюда и возникло название этой единицы измерения. Сейчас ее определяют по специальной формуле.

Кандела – это сила света, измеряемая исключительно в заданном направлении. Распространение лучей на часть сферы, очерченную телесным углом, позволяет вычислить величину, равную отношению светового потока к этому углу. В отличие от люменов эта величина используется для определения интенсивности лучей. При этом не учитывается бесполезный, рассеянный свет.

У карманного фонаря и потолочного светильника световой конус будет разным, так как лучи падают под разным углом. Канделы (точнее, милликанделы) используют для обозначения силы света источников с направленным свечением: индикаторных светодиодов, карманных фонариков.

2.2. Световые величины

Энергетические величины являются исчерпывающими с энергетической
точки зрения, но они не позволяют количественно оценить визуальное восприятие
излучения. Восприятие глазом определяется не только мощностью воспринимаемого
излучения, но также зависит от его спектрального состава (так как глаз
– селективный приемник излучения). Световые характеристики описывают,
как энергию излучения воспринимает зрительная система глаза с учетом спектрального
состава света.

2.2.1. Световые величины

Световые величины обозначаются аналогично энергетическим
величинам, но без индекса.

– световой поток
– сила света
– освещенность
– светимость
– яркость

У световых величин нет никакой спектральной плотности,
так как глаз не может провести спектральный анализ.

Сила света:

Если в энергетических величинах исходная единица – это
, то в световых величинах
исходная единица – это сила света (так сложилось исторически). Сила света
определяется аналогично :

,
        (2.2.1)

– сила излучения эталона (эталонный излучатель или черное тело) при температуре
затвердевания платины ()
площадью .

Абсолютно черное тело

Рис.2.2.1. Абсолютно черное тело.

Поток излучения:

,
      (2.2.2)

– это поток, который излучается источником с силой света
в телесном угле :.

Освещенность:

,
      (2.2.3)

– освещенность такой поверхности, на каждый квадратный метр которой равномерно
падает поток в .

Светимость:

За единицу светимости принимают светимость такой поверхности,
которая излучает с
световой поток, равный .

Яркость:

За единицу яркости принята яркость такой плоской поверхности,
которая в перпендикулярном направлении излучает силу света с
.

2.2.2. Связь световых и энергетических
величин

Связь световых и энергетических величин связь устанавливается
через зрительное восприятие, которое хорошо изучено экспериментально.
Функция видности
– это относительная спектральная кривая эффективности . Она показывает, как глаз воспринимает излучение различного
спектрального состава.
– величина, обратно пропорциональная монохроматическим мощностям, дающим
одинаковое зрительное ощущение, причем воздействие потока излучения с
длиной волны
условно принимается за единицу. Функция видности глаза максимальна в области
желто-зеленого цвета (550–570 нм) и спадает до нуля для красных и фиолетовых
лучей (рис.2.2.2).

2.2.2. Функция видности глаза.

Определить некую световую величину
(поток, сила света, яркость, и т.д.), по спектральной плотности соответствующей
ей энергетической величины
можно по общей формуле:

        (2.2.4)

где
– функция видности глаза, 680 – экспериментально установленный коэффициент
(поток излучения мощностью
с длиной волны
соответствует
светового потока).

Например, сила света:      (2.2.5)яркость:      (2.2.6)

Другие единицы измерения световых величин:

сила света
яркость
освещенность

Сопоставление энергетических и световых единиц:

Энергетические Световые
Наименование и обозначение Единицы измерения Наименование и обозначение Единицы измерения
поток излучения световой поток
энергетическая сила света сила света
энергетическая освещенность освещенность
энергетическая светимость светимость
энергетическая яркость яркость

2.2.3. Практические световые величины
и их примеры

Световая экспозиция

Световая экспозиция
это величина энергии, приходящейся на единицу площади за некоторое время
(, накопленная
за время от
до ):

,
        (2.2.7)

Если освещенность постоянна, то экспозиция определяется
выражением:

      (2.2.8)

Блеск

Для протяженного источника характеристика, воспринимаемая
глазом – . Для характеристика, воспринимаемая глазом – блеск (чем больше
блеск, тем больше кажется яркость). Блеск – это величина, применяемая
при визуальном наблюдении точечного источника света.

Блеск
– это освещенность, создаваемая точечным источником в плоскости зрачка наблюдателя,
.

Видимый блеск небесных тел оценивается в звездных
величинах
.
Шкала звездных величин устанавливается следующим экспериментальным соотношением:

      (2.2.9)

Чем меньше звездная величина, тем больше блеск. Например: – блеск,
создаваемый звездой первой величины, – блеск,
создаваемый звездой второй величины.

Яркость некоторых источников, : – поверхность
солнца, – поверхность
луны, – ясное
небо, – нить лампы
накаливания, – ясное
безлунное ночное небо, – наименьшая
различимая глазом яркость.

Освещенность, : – освещенность,
создаваемая солнцем на поверхности Земли (летом, днем, при безоблачном
небе),– освещенность
рабочего места, – освещенность
от полной луны, – порог
блеска (примерно 8-ая звездная величина).

Решение задач на определение световых величин рассматривается
в практическом занятии «Энергетика
световых волн», пункт «1.2.
Расчет световых величин».

Что такое освещение

Свет – это один из видов электромагнитных колебательных движений. Отличается он от радио- и электрических волн тем, что их длина значительно меньше. Частицы (кванты и фотоны) излучают эти световые потоки порционно. Когда они попадают на глаз человека, то зрительный нерв превращает их в ощущения (яркости и цвета, преобразуемые в изображение).


Общее освещение комнаты

Известно два вида освещения:

  • Естественное, источником которого служит излучение от Солнца;
  • Искусственное, производимое различными специальными устройствами и установками.

Эти виды освещения комбинируются, и на их основе создается множество других классификаций. Среди наиболее известных из них можно выделить следующие:

  • Общее – создает достаточный для комфортного пребывания человека в помещении уровень освещенности;
  • Зональное – воздействующее на конкретную область (зону) помещения и обеспечивающее повышенный уровень света в ней;
  • Местное – предназначено для выделения объекта и места вокруг него (клавиатура, место для чтения, рабочий стол);
  • Декоративное – стало популярным сравнительно недавно и используется для украшения тех или иных интерьерных решений и для повышения комфорта;
  • Аварийное – включается на производствах и предприятиях во время аварийной ситуации, когда обычные электроустановки перестают нормально функционировать.

Вам это будет интересно Обозначение электрической цепиВажно! В свою очередь эти виды могут подразделяться и на другие, более мелкие категории в зависимости от функциональных особенностей и требований. Пример аварийного освещения


Пример аварийного освещения

Расчет освещения

Одна из самых распространенных ошибок при ремонте – откладывание важных моментов «на потом». Так, многие владельцы квартир задумываются о покупке светильников, когда проводка уже проложена и скрыта под штукатуркой. В результате оказывается, что освещение слишком слабое либо слишком яркое, а изменить ситуацию не получается. Подобных случаев можно избежать, если заранее рассчитать нормы освещенности для каждого помещения, определиться с количеством источников света и мощностью ламп, а также проложить электропроводку с учетом этих данных. Лучше всего провести эту процедуру на этапе составления дизайн-проекта.

Освещённость

Illuminance — lux, lx — lm/m2Единицы освещенности применяется для освещенных поверхностей (светящихся отраженным светом), но не для поверхностей, излучающих свет: например, люминофора люминисцентных ламп, мониторов, матовых плафонов осветительных приборов (светильников).Освещенность — это световой поток, деленный на площадь: люмены на квадратные метры.Например, освещенность Луны 135000 люкс.

Мощный 5-ваттный светодиод освещает (световой поток мощного светодиода 100 люменов) кубическую комнату 3Х3Х3 м без окна: площадь пола — 9 м2, но светодиод освещает ВСЮ площадь поверхности комнаты — стен, потолка, пола — 54 квадратных метра. В среднем, стены комнаты ПОЛУЧАЮТ освещенность 100 люменов/54 кв. м = 1,85 люкса.

Но если линзочка — оптическая система светодиода имеет остронаправленную характеристику и будет освещать круг на стене диаметром 1 м (0,78 кв.м), то освещенность в круге света будет равна 128 люкс.

Примеры значений освещенности

Открытый космос, около орбиты Земли, на Луне (экватор, полдень) — 135000 люкс.Освещенность в яркий солнечный день примерно 100000 lux (прямые солнечные лучи, радиально через чистую атмосферу).Ясный солнечный день в тени — 10000-25000 люкс.На открытом месте в пасмурный день освещенность 1000 люксаСвет в средней полосе (широта около 50°) на улице в полдень в декабре-январе — 4000-5000 люксаОсвещенность в светлой комнате вблизи окна — 100 люкс.Освещенность, необходимая для чтения — 30-50 люксов.Освещенность от полной луны — 0,2 люкса.К слову, для многих растений достаточно освещенности 500 люкс, достаточность очень зависит от спектра света — см. PAR фотосинтез.Про восприятие цвета человеком — см. Википедию — цвета и восприятие яркости.Также — см. спектр «глазом» в статье про PAR.

Как рассчитать освещение

К сожалению, недобросовестные электрики до сих пор используют «дедовский» метод расчета: на квадратный метр помещения берется мощность лампы 20 Вт. Этот способ такой же древний и неэффективный, как и сами «лампочки Ильича». Он не учитывает ни особенностей помещений, ни современных требований, ни светоотдачу используемых ламп. Не ведитесь на подобные уловки, тем более что рассчитать нормы освещения не так сложно.

В классическую формулу расчета светового потока входит множество факторов и параметров. Такие нюансы важны в промышленных помещениях (например, в лабораториях с высокоточным оборудованием). Для комнат в квартире или доме вполне достаточно упрощенного варианта. По умолчанию считаем, что высота потолков меньше либо равна 3 метрам.

Терминология и сокращения:

• П – площадь комнаты; • Н – норма освещенности (берем из таблицы 1. максимальное значение); • К – коэффициент использования светильников.

В коэффициенте использования светильников заложены такие показатели, как: расположение точек света и их направленность, индекс помещения (его площадь и высота), коэффициенты отражения (светлые поверхности отражают свет лучше, чем темные). Как показывает практика, столь сложные расчеты не всегда оправданы. Поэтому мы будем применять усредненный коэффициент, равный 0,5.

Рассмотрим пример:

Нам необходимо вывести нормы освещения для столовой размером 4*5 метров. Для начала высчитываем совокупное количество света (С), нужное для этого помещения:

С=(П*Н)/К

Подставляем нужные значения. Нормы освещенности берем из таблицы 1., для столовой они составляют 300 лк. Получаем:

С=(20*300)/0,5=12000 люменов.

Теперь нам нужно определиться с количеством точек освещения и равномерно распределить нагрузку. Помните – чем больше светильников вы установите, тем более равномерным и комфортным будет свет.

Приборы для измерения освещенности

Замеры производятся с помощью люксометра. Это специальный прибор с фотоэлементом, проводимость которого зависит от силы света, попадающего на него. Для проведения проверок надо использовать оборудование с погрешностью не большее 10%, это требование установлено нормами ГОСТ.

Прибор обычно состоит из электронного модуля с экраном и блоком настроек и фотоэлемента, прикрепленного на гибком проводе. Такая конструкция позволяет проверить показатели в любом месте, достаточно протянуть руку.


Проводить измерения люксометром несложно.

Можно проверить освещенность с помощью фотоаппарата, сфотографировав белый лист и сверив параметры диафрагмы и выдержки.

Люксы используются при оценке освещенности всех помещений, так как это самый простой вариант проверки соответствия света установленным нормам. Если все спроектировано верно, будут созданы лучшие условия для зрения человека.

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.

Способы измерения

Реальная освещенность помещения измеряется с помощью особых приборов, к числу которых принято относить экспозиметр или экспонометр, а также люксметр (фотометр). Основным инструментом, используемым при повседневном измерении показателя освещенности (как естественной, так и искусственной) является люксметр.

Такие приборы, в свою очередь, делятся на аналоговые и цифровые, причём первые из них относятся к устаревшим моделям, так что с их помощью измерение освещённости проводится довольно редко.

Современные цифровые и стрелочные устройства применяются обычно в следующих ситуациях:

  • При необходимости аттестационной проверки мест постоянной работы;
  • Для сравнения текущих показателей освещённости с нормируемыми параметрами (при монтаже приборов освещения, в частности);
  • При проверке текущего уровня освещенности установленным ГОСТом нормативам.

Работа люксметра основана на простейшем принципе, согласно которому в него встраивается чувствительный датчик (фотоэлемент). При попадании на этот элемент светового потока в нём генерируется мощный электронный поток, результатом которого является электрический ток.

Именно этот параметр (количество света, приходящееся на единицу площади) и отображается на дисплее измерителя.

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.

Освещенность и светодиодные приборы

В процессе освещения светодиодами выделяется большое количество тепла. Для его рассеивания применяются теплопроводящие конструкции из алюминия, охлаждающие ребра и другие элементы, которые являются нейтрализаторами действия тепла. Создавая новые светильники, специалисты обязательно учитывают взаимную связь между освещенностью и потерями тепла.

Эксплуатационные сложности появляются, когда температура повышается свыше 50 градусов. В связи с этим замеры следует проводить примерно через два часа после начала работы светодиодных ламп. Чтобы исключить погрешность, измерение освещенности выполняются периодически, на протяжении всего рабочего дня. Подобные исследования рекомендуется проводить не реже 1 раза в течение года.

Прибор для измерения освещенности

Что такое сила тока

В чем измеряется напряжение

Световой поток

Светильник с датчиком освещенности

Датчик движения и освещенности

Проводим расчеты

Чтобы определить освещенность для поверхности (в люксах), а также показатель светового потока (в люменах), следует проделать несколько этапов подсчетов:

  • расчет требуемой в конкретном помещении совокупной величины показателя светового потока;
  • затем, на основании полученных цифр, нужно определить необходимое количество источников света в зависимости от их мощности.

Для того чтобы определить показатель светового потока (в люменах), следует использовать специальную формулу – «световой поток = X * Y * Z», где:

  • X – норма, установленная для освещенности конкретного помещения/объекта. Для этого руководствуйтесь таблицей СНиП, приведенной в нашей статье самой первой;
  • Y – площадь конкретной комнаты (указывается в квадратных метрах);
  • Z – поправочный коэффициент, который вводится в зависимости от того, какую высоту имеют потолки в помещении, для которого проводятся расчеты. Если высота потолка будет составлять от 2,5 до 2,7 метра, тогда коэффициент принимается как равный единице. При наличии потолков от 2,7 до 3 метра, коэффициент = 1,2. Если вы являетесь счастливым обладателем потолков от 3 до 3,5 метров, тогда коэффициент = 1,5. Редко, но потолки могут быть от 3,5 до 4,5 метров. В такой ситуации коэффициент будет равен 2.

Высота потолков важна

Подставив все значения в формулу, вы получите то количество люменов, которые необходимо на один метр квадратный конкретного помещения. После этого вам необходимо завершить расчеты, определив количество лампочек и светильников, которые следует установить в помещении, чтобы получить качественный и комфортный уровень освещенности. Для этого вам необходимо руководствоваться таблицей, в которой приведены показатели мощности светового потока для светодиодной лампы. Мы остановились именно на светодиодном источнике света, так как именно он сегодня наиболее часто используется для внутреннего освещения помещений.

Таблица показателя мощности светового потока

Величину, которая получилась у нас на первом этапе, необходимо поделить на световой поток используемой лампочки (взятой из таблицы) и вы получите требуемое количество светодиодных ламп этой мощности для комнаты.

Фотометр

Фотометр – это прибор-измеритель освещенности. Свет поступает на фотодетектор, затем преобразуется в электрический сигнал и измеряется. Встречаются фотометры, работающие по другому принципу. В основном фотометры показывают уровень света в люксах, но есть и такие, которые используют другие единицы. Те фотометры, которые также называют экспонометрами, участвуют в определении выдержки и диафрагмы, тем самым помогая фотографам и операторам. Помимо того, фотометры применяют для определения уровня безопасной освещенности в других областях, например, в растениеводстве, в музеях, там, где необходимо поддерживать нужную освещенность.

Безопасный поток света на работе

Работая в темном или слабоосвещенном помещении, могут возникнуть различные проблемы со здоровьем, будь это ухудшение зрения, депрессия или другие физиологические и психологические нарушения. По этой причине на рабочем месте, в рамках правил охраны труда, включаются требования о минимальной безопасной освещенности. В конечный результат измерения, который выдает фотометр, входит площадь распространения света. Эти показатели обеспечивают достаточную освещенность всего помещения.

Световой поток и экспонаты музея

От освещенности и силы потока от источника света зависит скорость, с которой будут ветшать и выцветать экспонаты музея. Работники музеев проводят работу по определению освещенности экспонатов. Это делается для того, чтобы убедиться в безопасном количестве светового потока на музейные единицы, а также для обеспечения достаточного уровня освещенности посетителям во время рассматривания экспоната.

Уровень освещенности можно измерить фотометром, что осуществить нелегко, так как его нужно устанавливать как можно ближе к экспонату, а это требует извлечения защитного стекла, выключения сигнализации и получения разрешения. Эту задачу облегчают другим способом, который часто используют сотрудники музея. Вместо фотометра применяют фотоаппарат, который не является заменой фотометра в ситуациях, где требуются более точные измерения найденной проблемы с освещением, но чтобы выявить отклонение от нормы вполне достаточно.

Определить экспозицию фотоаппаратом можно на основе показаний об уровне освещенности. Уровень освещенности экспозиции легко определить посредством нехитрых вычислений. Сотрудники музеев прибегают к формуле или пользуются таблицей, где экспозиция представлена в единицах освещенности. Производя вычисления, не нужно забывать о том, что камера поглощает некоторое количество света, поэтому следует это учитывать.

Световой поток в садоводстве и растениеводстве

Прежде чем обеспечить растение светом, который необходим для фотосинтеза, нужно знать, сколько требуется его каждой культуре. Садоводам и растениеводам это известно. Они измеряют уровень освещенности, чтобы удостовериться в том, что каждое растение получает необходимое ему количество света. Часто для таких процедур применяются фотометры.

Фотометры также широко применяются в лабораторной практике. Например, определяется спектр образцов, с помощью которых устанавливается химический состав. К особому классу таких приборов относится пламенный фотометр. Он выявляет в образцах щелочные металлы, такие как натрий, литий, калий. Чтобы их обнаружить, нужно сжечь образец при высокой температуре и с помощью фотометра проанализировать спектр пламени. Данная задача другими способами решается гораздо труднее.

Современные фотометры преобразуют световое излучение в электрические импульсы, они регистрируются по принципу амперметра и вольтметра, а после конвертируются в компьютерный формат.

Фотометр — это прибор, охватывающий многие области знаний, такие как химия, молекулярная биология, физика, материаловедение и другие. Фотометр широко применяется в промышленности, в лазерной и оптической продукции. Помимо химической лаборатории, фотометр находит применение в лабораториях судебно-медицинской экспертизы.

Таким образом, из вышеизложенного вы узнали о единицах измерения света, что лампы лучше покупать с указанным числом люменов, что понятия освещенности и яркости разнятся, а количество света можно измерить специальным прибором.

Как перевести люксы в люмены

Однако, если известно нужное значение освещенности в люксах и площадь освещаемой поверхности, можно подсчитать требуемую величину светового потока в люменах. При этом следует понимать, что подсчет будет выполнен со многими допущениями, так как приблизить условия его выполнения к физически идеальным не представляется возможным. При подсчете следует принять, что:

  • источник света располагается в центре;
  • освещенность равномерна на всей площади, что практически невозможно;
  • на всю площадь поверхности свет падает под одинаковым углом;
  • поверхность освещается изнутри мысленной сферы, предполагаемой вокруг источника.

Для того, чтобы получить значение в люменах, нужно норму в люксах умножить на значение площади, нуждающейся в освещении.

Площадь пола и потолка составит: 10 х 10 = 100 м². Площадь каждой стены: 4 х 10 = 40 м². Теоретически с допущением на равномерное освещение и расположение источника, равноудаленного от всех точек поверхности, задача решается так: 300 лк х (4 х 40 + 100 + 100) м² = 300 х 360 = 108 000 лм. Если это астрономическое значение «перевести» в обычные 100-ваттные лампы накаливания, то потребуется всего лишь… 72 штуки.

Практический подход будет другим. Совершенно не нужно освещать потолок — рабочие места сотрудников находятся внизу. Более того, конструкция многих потолочных светильников делает невозможным распространение света вверх. Значит из вычислений нужно убрать площадь потолка:

300 лк х 260 м² = 78 000 лм.

Современные потолочные светильники со светодиодами могут выдавать 5000 люменов. Соответственно их потребуется 16 штук (78 000/5000) с округлением до целого числа.

Это количество можно снизить. Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 замер освещенности производится над рабочей поверхностью, а также в контрольных точках, удаленных от стен и световых проемов на 1 м. Достаточно разместить осветительные приборы над рабочими местами сотрудников. Математически уменьшив геометрические характеристики пола на 1 м с каждой стороны, получим:

300 лк х (160 + 64)м² = 300 х 224 = 67200 лм. Что в потолочных светильниках составит: 14 штук с округлением до целого числа.

Watch this video on YouTube