Формула освещенности


Что такое освещенностьЛюбой источник света является источником светового потока, и чем больший световой поток попадает на поверхность освещаемого предмета, тем лучше этот предмет видно. А физическая величина, численно равная световому потоку, падающему на единицу площади освещаемой поверхности, именуется освещенностью.

Освещенность обозначают символом Е, и находят ее значение по формуле Е = Ф/S, где Ф — световой поток, а S – площадь освещаемой поверхности. В системе СИ освещенность измеряется в Люксах (Лк), и один Люкс — это такая освещенность, при которой световой поток, попадающий на один квадратный метр освещаемого тела, равен одному Люмену. То есть 1 Люкс = 1 Люмен / 1 Кв.м.

Для примера приведем некоторые типичные значения освещенности:


  • Солнечный день в средних широтах — 100000 Лк;

  • Пасмурный день в средних широтах — 1000 Лк;

  • Светлая комната, освещенная лучами солнца — 100 Лк;

  • Искусственное освещение на улице — до 4 Лк;

  • Свет ночью при полной луне — 0,2 Лк;

  • Свет звездного неба темной безлунной ночью — 0,0003 Лк.

Представьте, что вы сидите в темной комнате с фонариком, и пытаетесь прочесть книгу. Для чтения нужна освещенность не меньше 30 Лк. Что вы сделаете? Во-первых, вы приблизите фонарик к книге, значит освещенность связана с расстоянием от источника света до освещаемого предмета. Во-вторых, вы расположите фонарик под прямым углом к тексту, значит освещенность зависит и от угла, под которым данная поверхность освещается. В-третьих, вы можете просто достать более мощный фонарик, поскольку очевидно, что освещенность тем больше, чем выше сила света источника.

Допустим, световой поток попадает на какой-то экран, расположенный на каком-то расстоянии от источника света. Увеличим это расстояние вдвое, тогда освещаемая часть поверхности увеличится по площади в 4 раза. Так как Е = Ф/S, то и освещенность уменьшится в целых 4 раза. То есть освещенность обратнопропорциональна квадрату расстояния от точечного источника света до освещаемого предмета.


Когда пучок света падает под прямым углом к поверхности, световой поток распределен на наименьшей площади, если же угол увеличивать, то увеличится площадь, соответственно, уменьшится освещенность.

Как было отмечено выше, освещенность напрямую связана и с силой света, и чем больше сила света, тем больше и освещенность. Экспериментально давно установлено, что освещенность прямопропорциональна силе света источника.

Конечно, освещенность уменьшается, если свету препятствует туман, дым или частички пыли, но если освещаемая поверхность расположена под прямым углом к свету источника, и свет при этом распространяется через чистый, прозрачный воздух, то освещенность определяется непосредственно по формуле Е = I / R2 , где I – сила света, а R – расстояние от источника света до освещаемого предмета.

В Америке и Англии используют единицу измерения освещенности Люмен на квадратный Фут или Фут-Кандела, в качестве единицы освещенности от источника, обладающего силой света в одну канделу, и расположенного на расстоянии в один фут от освещаемой поверхности.

Исследователи доказали, что через сетчатку человеческого глаза, свет воздействует на процессы, протекающие в мозге. По этой причине недостаточная освещенность вызывает сонливость, угнетает трудоспособность, а избыточное освещение — наоборот, возбуждает, помогает включить дополнительные ресурсы организма, однако, изнашивая их, если это происходит неоправданно.


В процессе ежедневной работы осветительных установок, возможен спад освещенности, поэтому для компенсации данного недостатка, еще на стадии проектирования осветительных установок вводят специальный коэффициент запаса. Он учитывает понижение освещенности и яркости в процессе эксплуатации осветительных приборов из-за загрязнений, утраты отражающих и пропускающих свойств отражающих, оптических, и других элементов приборов искусственного освещения. Загрязнения поверхностей, выход из строя ламп, все эти факторы учитываются.

Для естественного освещения вводят коэффициент снижения КЕО (коэффициента естественной освещенности), ведь со временем могут загрязнится светопрозрачные заполнители световых проемов, и загрязниться отражающие поверхности помещений.

Европейский стандарт определяет нормы освещенности для разных условий, так например, если в офисе не требуется рассматривать мелкие детали, то достаточно 300 Лк, если люди работают за компьютером — рекомендуется 500 Лк, если изготавливаются и читаются чертежи — 750 Лк.

Освещенность измеряют портативным прибором — люксметром. Его принцип работы аналогичен фотометру. Свет попадает на фотоэлемент, стимулируя ток в полупроводнике, и величина получаемого тока как раз пропорциональна освещенности. Есть аналоговые и цифровые люксметры.


Часто измерительная часть соединена с прибором гибким спиральным проводом, чтобы можно было проводить измерения в самых труднодоступных, при этом важных местах. К прибору прилагается набор светофильтров, чтобы регулировать пределы измерений с учетом коэффициентов. Согласно ГОСТу, погрешность прибора должна быть не более 10%.

При измерении соблюдают правило, согласно которому прибор должен располагаться горизонтально. Его устанавливают поочередно в каждую необходимую точку, согласно схеме ГОСТа Р 54944-2012. В ГОСТе, кроме прочего, учитываются охранное освещение, аварийное освещение, эвакуационное освещение и полуцилиндрическая освещенность, там также описан метод проведения измерений.

Измерения по искусственному и естественному проводятся отдельно, при этом важно чтобы на прибор не попадала случайная тень. На основе полученных результатов, с использованием специальных формул делается общая оценка, и принимается решение, нужно ли что-то корректировать, или освещенность помещения или территории достаточна.

Смотрите также по этой теме: Что такое световая отдача

Андрей Повный

Источник: electrik.info

Гипермаркет знаний>>Физика>>Физика 7 класс>>Освещенность


  • Вспомните свои  ощущения,  когда вы входили в темное помещение. Становится  как-то  не  по  себе,  ведь  ничего  не  видно вокруг… Ho  сто­ит  включить  фонарик  —  и  близко  расположенные  предметы  ста­новятся  хорошо  заметными.  Te  же,  что  находятся  где-то  дальше, можно  едва различить  по  контурам.  В таких  случаях  говорят,  что предметы  по-разному  освещены. Выясним,  что  такое  освещенность и  от  чего  она  зависит.


1. Определяем освещенность

От  любого  источника  света  распространяется  световой  поток.  Чем больший  световой поток  упадет  на  поверхность  того  или  иного  тела,  тем лучше  его видно.

  • Физическая  величина,  численно  равная  световому  потоку,  падающему  на  еди­ницу освещенной  поверхности,  называется  освещенностью.

Освещенность  обозначается  символом E и определяется  по формуле:


Формула
где  Ф  — световой поток; S — площадь поверхности,  на которую падает све­товой поток.

В  СИ  за  единицу  освещенности  принят  люкс  (лк)  (от  латин.  Iux  — свет).

Один люкс —  это  освещенность такой  поверхности,  на  один  квадрат­ный метр  которой  падает световой  поток, равный  одному люмену:
Формула

Приводим некоторые значения освещенности поверхности (вблизи земли).

Освещенность Е:

•  солнечными  лучами в полдень  (на средних широтах) —  100 000 лк;
•  солнечными лучами  на открытом месте в  пасмурный день —  1000 лк;
•  солнечными лучами  в  светлой  комнате  (вблизи окна) —  100 лк;
•  на улице при искусственном  освещении —  до 4 лк;
•  от полной луны —  0,2 лк;
•  от  звездного неба  в  безлунную ночь —  0,0003 лк.

2. Выясняем, от чего зависит освещенность

Наверное,  все  вы  видели  шпионские фильмы.  Представьте:  какой-нибудь  герой  при свете слабого карманного фонарика вниматель­но  просматривает  документы  в  поисках  необходимых  «секретных  данных».  Вообще,  чтобы читать,  не напрягая глаз,  нужна освещенность не меньше 30 лк  (рис.  3.9),  а это немало. И как наш герой добивается такой освещенности?


Во-первых,  он  подносит  фонарик  как  мож­но ближе к документу,  который просматривает. Значит,  освещенность  зависит  от расстояния от источника света до освещаемого предмета.

Во-вторых,  он  располагает  фонарик  пер­пендикулярно  к  поверхности  документа,  а  это значит,  что  освещенность  зависит  от  угла,  под  которым  свет  падает  на поверхность.

Чтобы прочитать доста­точно мелкий шрифт, нужно уве­личить освещенность страницы

Рис. 3.9. Чтобы прочитать доста­точно мелкий шрифт, нужно уве­личить освещенность страницы

Площадь освещенной поверхности увеличивается

Рис. 3.10. В случае увеличения расстояния до источника света площадь освещенной поверхности увеличивается

И в  конце концов,  для лучшего освещения он просто может взять более мощный фонарик,  так  как  очевидно,  что  с увеличением  силы  света  источника  увеличивается освещенность.


Выясним,  как изменяется освещенность в  случае увеличения расстояния от  точечного  источника  света до  освещаемой  поверхности.  Пусть,  например, световой поток  от  точечного  источника падает  на  экран,  расположенный  на определенном  расстоянии  от  источника.  Если  увеличить  расстояние  вдвое, можно  заметить,  что  один  и  тот же  световой  поток  будет  освещать  в  4  раза Ф большую площадь.  Поскольку Формула,  то освещенность в этом  случае уменьшится  в  4  раза.  Если  увеличить  расстояние  в  3  раза,  освещенность  уменьшится  в  9 —  З2  раз.  Т.  е.  освещенность  обратно  пропорциональна  квадрату расстояния от точечного источника  света до поверхности  (рис.  3 10).

Если пучок света падает перпендикулярно к поверхности, то световой поток распределяется на минимальной площади.  В случае  увеличения  угла  падения света увеличивается площадь,  на которую падает световой поток, поэтому ос­вещенность уменьшается (рис.  3.11). Мы уже говорили, что в случае увеличе­ния силы света источника освещенность увеличивается. Экспериментально ус­тановлено, что освещенность прямопропорциональна силе света источника.


(Освещенность  уменьшается,  если  в  воздухе  есть  частички  пыли,  тума­на, дыма, так как они отражают и рассеивают определенную часть световой энергии.)

Если поверхность расположена перпендикулярно к направлению распро­странения  света  от  точечного  источника  и  свет  распространяется  в  чистом воздухе,  то освещенность можно определить по формуле:

Формула
где I  —  сила света источника, R — расстояние от источника света до поверх­ности.

Задание

Рис. 3.11  В случае увеличения угла падения параллельных лучей на поверхность (а1 < а2  < а3) освещенность этой поверхности уменьшается, поскольку падающий световой поток распределя­ется по все большей площади поверхности


3. Учимся решать задачи

Стол освещен лампой,  расположенной на высоте  1,2 м прямо над  сто­лом. Определите освещенность стола непосредственно под лампой,  если пол­ный  световой  поток  лампы  составляет  750  лм.  Лампу  считайте  точечным источником  света.

Задача

  • Подводим итоги

Физическая  величина,  численно  равная  световому  потоку  Ф,  пада­ющему  на  единицу  освещаемой  поверхности  S,  называется  освещенностью Формула.В  СИ  за  единицу освещенности принят люкс  (лк).

Освещенность поверхности E  зависит:  а) от расстояния R до освещаемой поверхности  Формула б)  от  угла,  под  которым  свет  падает  на  поверхность (чем  меньше  угол  падения,  тем  больше  освещенность);  в)  от  силы  света  I источника  (E — I ) ;  г) прозрачности среды, в которой распространяется свет, проходя от источника до поверхности.

  • Контрольные вопросы 

1.  Что называют освещенностью? В каких единицах она измеряется?
2.  Можно ли  читать,  не  напрягая  глаз,  в  светлой  комнате?  на улице при искусственном освещении? при полной луне? 

3.  Как можно уве­личить  освещенность  определенной  поверхности? 

4.  Расстояние  от точечного  источника  света  до  поверхности  увеличили  в  2  раза.  Как при  этом  изменилась  освещенность  поверхности? 

5.  Зависит  ли  ос­вещенность поверхности  от  силы  света источника,  который  освещает эту поверхность? Если  зависит,  то как?

  • Упражнения

1. Почему  освещенность  горизонтальных  поверхностей  в  полдень больше,  чем утром  и вечером?

2. Известно,  что  освещенность  от  нескольких  источников  равняется сумме  освещенностей  от  каждого  из  этих  источников  отдельно. Приведите примеры применения  этого правила на практике.

3. После изучения темы  «Освещенность»  семиклассники решили уве­личить освещенность  своего рабочего места:

— Петя  заменил лампочку  в  своей  настольной  лампе  на  лампочку большей мощности;
— Наташа поставила еще  одну настольную лампу;
— Антон поднял люстру,  которая висела над  его столом,  выше;
— Юрий  расположил  настольную  лампу  таким  образом,  что  свет начал падать практически перпендикулярно к  столу.

Какие из  учеников поступили правильно? Обоснуйте ответ.

4. В  ясный  полдень  освещенность  поверхности  Земли  прямыми  сол­нечными  лучами  составляет  100 000  лк.  Определите  световой  по­ток,  падающий на участок площадью  100  см2.

5. Определите  освещенность  от  электрической  лампочки  мощностью 60  Вт,  расположенной  на  расстоянии  2  м.  Довольно  ли  этой  осве­щенности для чтения книги?

6. Две  лампочки,  поставленные  рядом,  освещают  экран.  Расстояние от лампочек до экрана  I м. Одну лампочку выключили. На сколько нужно приблизить  экран,  чтобы его освещенность не изменилась?

  • Экспериментальное  задание

Для  измерения  силы  света  используют  приборы,  которые  называются фотометрами.  Изготовьте простейший аналог фотометра. Для  этого  возьмите белый лист (экран) и поставьте на нем жирное пятно (например, маслом). Закре­пите лист вертикально и осветите его с двух сторон разными источниками све­та  (S1, S2)  (см.  рисунок).  (Свет от источников должен падать перпендикулярно к поверхности листа.) Медленно передвигая один из источников,  сделайте так, чтобы  пятно  стало  практически  невидимым.  Это  произойдет,  когда  освещен­ность пятна с одной и другой стороны будет одинаковой. Т.  е.  E1 = E2.

Задание

Поскольку  Формула.  Измерьте  расстояние  от  первого  источника до  экрана  (R1)  и расстояние  от  второго  источника до  экрана  (R2).

Сравните,  во  сколько раз  сила света первого источника отличается  от  силы света второго источника: Формула.

  • Физика и техника в Украина

Научно-производственный комплекс «Фотоприбор»

Научно-производственный комплекс «Фотоприбор»  (г. Черкассы) Сфера  деятельности  предприятия  —   разработка  и  производство приборов точной механики, оптоэлектроники и оптомеханики разно­образного  назначения,  медицинской  и  криминалистической  техники, бытовых товаров, офисных часов представительного класса. HBK «Фо­топрибор» разрабатывает и выпускает перископические  прицелы для разнообразных  артиллерийских  установок,  гирокомпасы,  гироскопы, оптико-электронную аппаратуру для вертолетов, бронетехники, а так­же широкий спектр оптического оборудование и  приборов различного назначения.

Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. — X.: Издательство «Ранок», 2007. — 192 с.: ил.

Содержание урока 1236084776 kr.jpg конспект урока и опорный каркас 1236084776 kr.jpg презентация урока 1236084776 kr.jpg интерактивные технологии  1236084776 kr.jpg акселеративные методы обучения  Практика 1236084776 kr.jpg тесты, тестирование онлайн 1236084776 kr.jpg задачи и упражнения  1236084776 kr.jpg домашние задания 1236084776 kr.jpg практикумы и тренинги 1236084776 kr.jpg вопросы для дискуссий в классе  Иллюстрации 1236084776 kr.jpg видео- и аудиоматериалы 1236084776 kr.jpg фотографии, картинки  1236084776 kr.jpg графики, таблицы, схемы 1236084776 kr.jpg комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, анекдоты, приколы, цитаты  Дополнения 1236084776 kr.jpg рефераты 1236084776 kr.jpg шпаргалки  1236084776 kr.jpg фишки для любознательных  1236084776 kr.jpg статьи (МАН) 1236084776 kr.jpg литература основная и дополнительная 1236084776 kr.jpg словарь терминов  Совершенствование учебников и уроков 1236084776 kr.jpg исправление ошибок в учебнике 1236084776 kr.jpg замена устаревших знаний новыми   Только для учителей 1236084776 kr.jpg календарные планы 1236084776 kr.jpg учебные программы 1236084776 kr.jpg методические рекомендации  1236084776 kr.jpg обсуждения  New2.jpg Идеальные уроки-кейсы 

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.

Источник: edufuture.biz

Единицы освещения

Единица измерения освещённости – люкс (Лк), определяется как количество светового потока, приходящееся на единицу освещаемой площади (в её качестве обычно выступает квадратный метр). В соответствии с определением этого показателя вводятся специальные нормы освещенности в производственных помещениях в люксах (Лк).

Формула для расчёта

Расчётный показатель, определяющий уровень освещённости в помещении или его мощность, называется световым потоком и измеряется в люменах (Лм). Для вычисления одного люкса используется очень простая формула.

Таким образом, освещенность конкретной зоны меняется пропорционально световому потоку, исходящему от его источника. Чем дальше от излучателя располагается данный предмет, тем ниже будет его освещенность.

Особый интерес представляет ситуация, когда освещение той или иной площади происходит под определённым углом. В этом случае искомый показатель изменяет своё значение (снижается) пропорционально углу падения света.

Кроме того, эта величина для каждого конкретного помещения определяется назначением последнего, а также особенностями применения освещаемой площадки. При необходимости оценки этого показателя используется его нормируемое значение, установленное для того или иного объекта действующими стандартами.

Для складских хозяйств величина освещённости нормируется показателем в 50 Лк.

Человеческий фактор и характер деятельности

При расчёте нормы освещенности должны учитываться и индивидуальные особенности человеческого зрения, для которых вводится несколько категорий. Каждая из них учитывает фактор напряжённости глаз при выполнении определённых видов трудовых операций. Так, проведение ювелирных и подобных им работ возможно лишь в условиях максимальной освещённости. А для создания общего светового фона в производственных помещениях достаточно усреднённого значения этого показателя.

Добавим, что при оценке величины освещённости также учитываются реальные условия, в которых осуществляется производственная деятельность находящегося на объекте персонала. По критерию вида деятельности все помещения разделяются по следующим эксплуатационным категориям:

  • Постоянное пребывание на рабочем месте;
  • Периодический характер производимых операций (с учётом постоянного пребывания в нём);
  • Непостоянная деятельность при кратковременном пребывании в зоне проведения работ;
  • Присутствие на рабочем месте в качестве стороннего наблюдателя.

Кроме того, согласно экспертной оценке, свет самым непосредственным образом влияет на самочувствие и работоспособность человека. Именно по этой причине плохая освещенность рабочей зоны является причиной ухудшения здоровья, снижения внимательности и концентрации, а также утомления психики.

С другой стороны, слишком яркий свет приводит к её раздражению и может явиться причиной сильного стресса. Так что самое верное решение – это выбор такого светового уровня, который обеспечивал бы хорошую работоспособность и безопасность человека.

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.

Величина пульсаций

Известно, что практически все осветительные приборы излучают неравномерный световой поток, характеризующийся наличием небольших пульсаций. Данный эффект незаметен для обычного глаза, что не означает отсутствия его влияния на человеческое зрение. Опасность таких пульсаций заключается в том, что они не ощущаются напрямую, а косвенно воздействуют на психику человека. Это воздействие проявляется в виде пропадания сна, ощущения слабости в организме, а также в депрессии и определённом дискомфорте.

Для понимания того, что такое коэффициент пульсаций, достаточно знать, что он характеризует изменение светового потока, приходящегося на единицу площади за определённое время.

Для его расчета применяется очень простая формула, согласно которой нужно из максимальной величины освещённости в люксах (Лк) вычесть минимальное её значение и привести эту разницу к единице времени. После этого полученный результат делится на среднее значение этого параметра, а затем умножается на 100%.

Для случая специального освещения, используемого в режиме проведения протяжённых по времени зрительных операций, этот показатель не должен быть более 5%. Причём в составе сигналов пульсаций обычно учитываются гармоники с частотой до 300 Гц, поскольку более высокий диапазон не воспринимается глазом человека и никак не воздействует на его психику.

Измерение коэффициента пульсаций

Для измерения величины и частоты пульсаций используются достаточно простые и надёжные в эксплуатации светочувствительные приборы, относящиеся к группе пульсометров.

Пользуясь такими измерителями, можно определять следующие характеристики:

  • Уровень светимости излучающих поверхностей (мониторов, например) и других устройств искусственного света;
  • Степень освещённости того или иного объекта в границах обследуемого помещения;
  • Незаметные для глаза световые пульсации люстр и других бытовых приборов.

Принцип действия пульсометров и люксметров основан на применении того же фотоэлемента, реагирующего на изменения интенсивности светового потока с определённой частотой.

В заключение отметим, что все рассмотренные ранее характеристики должны измеряться с учётом окружающей обстановки. При этом необходимо иметь в виду, что на величину исследуемых параметров существенное влияние оказывает отражённый свет.

Источник: elquanta.ru

Способы расчета освещения

Метод коэффициента

Освещенность играет важную роль в жизни людей. Рассчитать ее очень просто методом коэффициента. В первую очередь необходимо посчитать количество светильников (N).

Метод коэффициентов формула

100*S*E*Kr – определение отсвечивания, где:

  • S – площадь комнаты;
  • E – уровень света горизонтальной плоскости (указывается в люксах);
  • Kr– коэффициент запаса (для дома он равняется 1.2).

U*n*Fl– расчет яркости ламп, где:

  • U – коэффициент употребления света прибором (в зависимости от количества ламп);
  • n – число ламп в приборе;
  • Fl– световой поток одной лампы (измеряется в люменах).

Например: На рабочем месте (такой как кабинет или кухня) применяется 3 светильника. Подставляем данные в формулу: 3=E (кабинет)*100*1,2 (освещенность стандартная). Осталось сделать расчет яркости ламп. А для этого необходимо знать коэффициент употребления света (U).

Для того чтобы его рассчитать нужно иметь индекс помещения, при этом необходимо учитывать материал стен и потолка (отражающий). Для этого:

Коэффициент употребления света

где:

  • h1 – высота, на которой находятся светильники;
  • h2 – высота рабочей поверхности;
  • a и b – длинна стен, площадь помещения известна.

После вычисления значения, для полного просчета необходимо выяснить оставшиеся данные. В справочнике нужно посмотреть индексы отражающей способности материалов потолка и стен. Коэффициент употребления света будет ниже, если стены будут светлые. Подставив все полученные данные в формулу можно рассчитать освещенность квартиры или помещения. Если исходить из примера, то для комнаты с тремя светильниками необходим такой результат:

Расчетная часть

По полученным результатам было решено, что освещенность комнаты должна состоять из 12 отдельных ламп, которые встроены в потолок. От трех светильников отказались.

Все справочные материалы доступны в сети интернета, а также ниже по статье, поэтому ничего сложного в вычислении нет. Есть много подобных вычислений, для того чтобы рассчитать освещенность.

По удельной мощности

В этом методике используются данные из справочников, поэтому он считается простым. Минус такого метода – это большой запас при вычислении, из-за чего сложно сделать расчет затрат электричества и его экономии. Если смотреть по факту, то это метод оценки затрат электрической энергии. Если есть удельная мощность света, то достаточно умножить число ламп на мощность и поделить на площадь. Полученное число можно применять для установления приблизительной мощности и количества ламп.

Точечный метод

Этот подсчет дает возможность распределить светильники по площади комнаты. А это значит, что с помощью этого метода можно узнать освещение в определенной точке комнаты. Чтобы приступить к вычислению по такой методике, необходимо разработать план помещения, определить расчетную точку и разместить светильники.

Точечный метод

Такой способ сложный, поэтому используется в том случае, когда сложная поверхность стен или потолка или для дизайнерских решений. Если смотреть со стороны экономии электричества, то этот метод считается самым экономным.

Существуют также программы для расчета освещенности помещения. Рекомендуем проверить результат, воспользовавшись специальным софтом!

Применение прототипа

Для этого метода применяется таблица со справочника, где прописаны точные просчеты стандартных помещений. Такие просчеты проводились не один раз, поэтому данные, что прописаны в таблице, правильные. Существует и более необычные методики и формулы для определения уровня света, но они дорогие и применяются только для помещений сложной конструкции и планировки или для уличного освещения. Для жилой квартиры их применять нет смысла.

Что важно знать?

Рассчитать освещенность или освещение – это необходимая процедура. Расчет основывается на двух моментах:

  1. Учет всех необходимых требований и норм.
  2. Соблюдение электротехнических и строительных нормативов.

Для простых жителей не столь важны эти нормативы, но их необходимо соблюдать. Например: лестничный проход в частном доме. Если сделать расчет, то будет видно, что в нем необходимо освещение как на рабочем месте. Но на практике бывают различные ситуации, когда достаточно пяти светильников со светодиодными лампами. При этом в стене остались не использованные еще 6 кабелей, которые проложили там исходя из просчета. Поэтому не стоит торопиться тратить лишние деньги и делать скрытую проводку.

Или еще один пример. Хозяева решили из гостиной сделать детскую комнату. Освещение в этом случае должно быть в районе пола. Но возможности направления светового потока в направлении пола не было, поэтому пришлось использовать местные светильники, а это не совсем удобно.

Поэтому расчет света важно делать при проектировании электрической сети дома. Если же во время строительства нужно что-то изменить, то лучше всего сделать новый расчет.

Источник: samelectrik.ru

Что это такое

Согласно научному определению световой поток (СП) – световая величина, которая характеризует количество энергии, переносимой световым излучением за определенный промежуток времени. Иными словами, эта величина показывает, насколько много света производит тот или иной источник. В повседневной жизни термин «световой поток» нередко подменяется понятием яркость или сила света. Хотя такую замену нельзя считать корректной, но  суть определения, пусть и не всегда,  она отражает — чем выше световой поток от источника, тем чаще всего он кажется ярче.

Почему световой поток и яркость – не одно и то же

Предположим, перед человеком размещены обычная  лампочка накаливания и прожектор с малым углом рассеивания, в котором в качестве источника света использована точно такая же лампочка. Какой источник света будет казаться ярче?  Конечно, прожектор. И дело тут не в СП (он одинаков для обеих лампочек), а в том, какая его часть попадает в глаза наблюдателя или на объект, яркость которого оценивается.

Таким образом, понятие светового потока определяет всю световую энергию, излучаемую источником, а сила света (в быту просто яркость, что тоже не сосем точно) – лишь ту часть, которая воздействует непосредственно на объект и глаз. Именно поэтому понятия «СП» и «яркость» совсем не одно и то же.

Как и в чем измеряется

СП – световая величина, которая измеряется в  люменах (кириллическое обозначение единицы — лм, международное — lm). Одному люмену соответствует величина СП изотропного (излучающего во все стороны) источника с силой света в 1 канделу (кд), излучаемую в телесный угол в 1 стерадиан (ср). Таким образом, полный световой поток изотропного источника с силой света в 1 кд будет равняться 4π.

Поскольку для измерения полного СП необходимо учитывать световую энергию, распространяющуюся во всех направлениях, сделать это в бытовых условиях без специального оборудования достаточно сложно (да и не нужно).

На производстве для этих целей используются сферические фотометры и гониометры. Камера фотометра представляет собой сферу, внутренняя поверхность которой имеет коэффициент отражения, близкий к 1. Источник помещается в эту сферу, а измерения проводятся в переотраженном от стенок камеры свете при помощи  фотодатчика, оснащенного заслонками от прямой засветки и специальными светофильтрами.

Гонеометр действует по принципу последовательного сканирования. При этом люксометр (измеритель освещенности) передвигается вокруг исследуемого объекта и измеряет освещенность всех точек воображаемой сферы. Затем полученные данные обрабатываются и на их основании вычисляется величина полного светового потока источника в люменах.

Типовое значение светового потока для различных источников света

Покупая тот или иной прибор освещения, необходимо знать, какой СП он создает. Но, к сожалению, далеко не на всех лампочках этот параметр указан. Весьма распространенные лампы накаливания, к примеру, вообще продаются без паспорта и единственными доступными характеристиками для них являются напряжение питания и потребляемая мощность.

Тем не менее, для приборов, работающих на одном принципе (накаливания, люминесцентные, светодиодные и пр.), существует прямая связь между потребляемой мощностью и создаваемым лампой световым потоком:

 Таблица соответствия потребляемой мощности и СП для ламп разных типов

Лампы накаливания Люминесцентные лампы
Мощность потребления, вт Создаваемый сп, лм Мощность потребления, вт Создаваемый сп, лм
20 250 5-7 250
40 400 10-12 400
60 700 15-16 700
75 900 18-20 900
100 1200 25-30 1200
150 1800 40-50 1800
Лампы на светодиодах
Мощность потребления, вт Создаваемый сп, лм
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

Что такое освещенность и как ее связать со световым потоком

Согласно теории освещенность, которая измеряется в люксах (лк), — физическая световая величина, показывающая, какой силы равномерно распределенный световой поток падает на объект определенной площади.

Из вышесказанного очевидно, что от силы светового потока зависит освещенность объекта. Но освещенность – именно то, ради чего и создаются системы освещения. Как связать эти две величины? Ведь для практического применения той или иной лампы даже с известной величиной СП  нужно знать, насколько хорошо она сможет осветить конкретный объект. Если курс начальной школы забыт не окончательно, связать освещенность с СП несложно, поскольку освещенность объекта равна отношению светового потока к площади этого объекта:

Е= Ф/S,

где:

  • Е – освещенность в люксах;
  • Ф – световой поток в люменах, падающий на объект заданной площади;
  • S – площадь объекта в метрах квадратных.

Планируя освещение, к примеру, в офисе  или квартире, обычно задаются нужной освещенностью на объекте известной площади и уже ее пересчитывают в требуемый для этого полный световой поток. Поэтому удобнее предыдущую формулу привести к виду:

Ф=Е*S.

Осталось решить два вопроса:

  1. Какую освещенность можно считать оптимальной.
  2. Как рассчитать площадь объекта.

Первая задача решается элементарно. Для этого достаточно заглянуть в нижеприведенную таблицу:

Таблица нормативов освещенности помещений различного назначения

Офис 300 Гостиная, кухня 150
Помещения для письменных и чертежных работ 500 Детская 200
Зал для конференций и заседаний 200 Санузел, квартирный коридор 50
Служебная лестница 50-100 Гардеробная 75
Коридор 50-75 Библиотека, рабочий кабинет 300
Архивное помещение 75 Бытовая лестница 20
Подсобное помещение, кладовая, склад 50 Бассейн, сауна 100

Теперь по площади. Если светильник ненаправленный, а освещать нужно закрытое помещение, то достаточно в вышеприведенной формуле использовать дополнительную величину — поправочный коэффициент К, учитывающий высоту потолков:

Ф=Е*S*К,

где:

  • К=1 при высоте потолка до 2.7 м;
  • К=1.2 при высоте потолка 2.7-3 м;
  • К=1.5 при высоте потолка 3-3.5 м;
  • К=2 при высоте потолка выше 3.5 м.

Важно! Использование этой методики позволяет получить весьма приблизительный результат (которого, впрочем, в большинстве случаев достаточно), поскольку не учитывается коэффициент отражения поверхностей объекта, на который влияют цвет обоев, пола, мебели, зеркал и т.п.

В случае же с направленным светильником кроме СП придется учитывать и другие параметры, определяющие величину освещенности: телесный угол, в котором излучает лампа и расстояние от осветителя до объекта:

определение площади покрытия
Для определения площади покрытия необходимо рассчитать площадь основания конуса

Источник: LampaExpert.ru


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.