Азбука света
Независимо от области технического света, будь то освещение магазинов или архитектурное освещение, подсветка фасадов задний или промышленное освещение, существуют единицы измерения, необходимые для оценки параметров освещения и характеристик используемого светотехнического оборудования.
Светотехнические величины, определяющие показатели освещения, основаны на оценке ощущения их глазом человека. Различают количественные и качественные показатели освещения. К количественным показателям относятся световой поток, сила света, освещенность, яркость и коэффициент отражения.
Количественные показатели освещения
Световой поток (Ф) – это мощность светового потока излучения, оцениваемая по зрительному ощущению человеческим глазом. Единица измерения светового потока – люмен (лм).
Сила света (J) – это пространственная плотность светового потока в заданном направлении, т.е. световой поток, отнесенный к телесному углу ω , в котором он излучается. Единица измерения силы света- кандела (кд).
Освещенность (Е) – это плотность светового потока на освещаемой им поверхности – световой поток, отнесенный к площади освещаемой поверхности S, измеряемой в м2, при условии его равномерного распределения по поверхности, когда свет источника падает на нее перпендикулярно. Единица измерения освещенности – люкс.
Освещенность, создаваемая некоторыми источниками освещения:
- лунный свет 0,25 lx,
- солнце сквозь облака 10 000 lx,
- солнечный свет 100 000 lx,
- освещение в офисе 300-2000 lx,
- дорожное освещение 10-50 lx.
Именно освещенность является важнейшей характеристикой при проектировании освещения. Заказчику необходимо получить определенное количество люкс на поверхности освещаемого объекта. Для уличного освещения поверхностью может быть проезжая часть или тротуар, для внутреннего освещения поверхность пола или, если речь идет об освещении торгового зала магазина, поверхность торгового оборудования или манекена.
Нормы освещенности
Существуют определенные нормы освещенности для уличного освещения и освещения помещений. Эти нормы необходимо учитывать при выборе типа светильников, их количества и мощности. Нормы освещенности для различных освещаемых объектов регламентируются законодательно. СНиП 23.05.95 указывает на нормы освещенности улиц и дорог. Согласно документу различают три категории дорог:
- категория А - освещённость 20-15 лк,
- категория Б - освещённость 15-10 лк,
- категория В - освещённость 6-4 лк.
Для освещения помещений также существуют нормы освещенности. При проектировании промышленного освещения или освещения офисов эти нормы особенно важны для обеспечения надлежащих условий труда работников и обеспечения производственной безопасности. Для освещения торговых залов норм как таковых не существует. Однако, ритейлеры придерживаются общепринятых стандартов, пришедших к нам из Европы и США.
Измерение освещенности
Для измерения освещенности используют специальные приборы – люксметры. Примером аналогового люксметра может служить прибор Ю – 116, принцип работы которого основан на явлении фотоэлектрического эффекта.
Под влиянием светового потока, падающего на селеновый фотоэлемент, в замкнутой цепи возникает ток, величина которого пропорциональна световому потоку. Прибор проградуирован в люксах. При измерении освещенности фотоэлемент устанавливается в рабочей плоскости (горизонтальной или вертикальной) на некотором расстоянии от оператора, проводящего измерения, чтобы тень не падала на фотоэлемент.
В настоящее время нашли широкое применение аналого-цифровые приборы, позволяющие измерять не только освещенность, но и другие параметры, характеризующие освещение, например, коэффициент пульсации или яркость.
Освещенность на поверхности обратно пропорциональна квадрату расстояния от лампы до поверхности. Если вы увеличили расстояние между светильником и освещаемой поверхностью в два раза - то освещенность уменьшиться в четыре раза. Освещенность на поверхности также зависит от величины угла, под которым освещается эта поверхность.
Яркость (В) является световой величиной, непосредственно воспринимаемой глазом. Она определяется отношением силы света в данном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную к направлению излучения.
Яркость некоторых источников освещения: люминесцентная лампа 0,8 cd/м2, хорошо освещённая улица 2 cd/м2, полуденное солнце 150 000 cd/м2, сила света свечи около 1 cd, свет маяка до 2 000 000 cd.
Коэффициент отражения поверхности r характеризует ее способность отражать падающий на нее световой поток. Он определяется отношением отраженного светового потока к падающему. Глянцевая поверхность имеет больший коэффициент отражения, чем матовая. Темные поверхности поглощают свет, светлые довольно хорошо его отражают. Поэтому при проектировании освещения помещений необходимо учитывать цвет стен, наличие зеркал, штор и прочих элементов дизайна, влияющих на итоговый уровень освещенности помещения.
Качественные показатели освещения
К качественным показателям освещения относятся: фон, контраст объекта различения с фоном, показатель ослепленности, коэффициент пульсации освещенности, показатель дискомфорта.
Фон – это поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается светлым, если коэффициент отражения P больше 0,4; средним при P = 0,2...0,4 и темным, если P меньше 0,2.
Контраст объекта различения с фоном К – это фотометрически измеряемая разность яркости двух зон. Он определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона:.
Контраст считается большим при К более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости), средним при К = 0,2...0,5 (заметно отличаются) и малым, если К менее 0,2 (мало отличаются).
Показатель ослепленности (Р) – критерий оценки слепящего действия осветительной установки, определяемый выражением Р = (S – 1) 1000, где S – коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.
Коэффициент пульсации освещенности (Кп) – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током.
Показатель дискомфорта (М) – критерий оценки дискомфортной блесткости1, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения. Он определяет степень дополнительной напряженности зрительной работы, вызванной наличием резкой разницы яркостей в освещенном помещении.
Этот показатель для производственных помещений не нормируется, его нормируемые величины для жилых, общественных и административно-бытовых помещений приведены в [4], табл. 2, стр. 7–8. Там же на стр. 25 имеется формула для определения показателя дискомфорта М. .