Pochopení toho, jak spolu jednotky měření „lumen“ a „lux“ správně souvisejí, a také kde se používají, je nezbytné pro úspěšné řešení následujících každodenních situací:
- stanovení a ověření osvětlení v obytné oblasti pro soulad s normou;
- umístění svítidel za účelem vytvoření stejného osvětlení kdekoli v místnosti;
- prevence nadměrných výdajů elektřiny na osvětlovací zařízení;
- prevence očních chorob z nedostatku světla a negativních tělesných stavů způsobených porušením biorytmů.
Obsah
Co je lumen a lux
Jakýkoli světelný zdroj lze charakterizovat silou vyzařovaného světla. V mezinárodním metrickém systému se měří v kandelách (cd). Derivace kandely je hodnota, která přímo charakterizuje světelný tok - lumen, zkráceně - lm.
Důležité: na moderních svítidlech a výrobcích s LED je uvedena hodnota jimi vyzařovaného světelného toku v lumenech nebo hodnota světelného výkonu v lumenech na watt (lm / W).
Světelná účinnost v konkrétních číslech popisuje účinnost přeměny elektrické energie na světlo a charakterizuje účinnost lampy. Chcete-li získat pouze lumeny, musíte vynásobit hodnotu v lm / W hodnotou výkonu produktu ve wattech. Například světelný výkon 100wattové žárovky je 15 lm/W. Teoreticky tedy vyzařuje světlo 1500 lumenů. Ve skutečnosti jsou vždy ztráty v poměru clony. V první řadě je to dáno samotným materiálem lampy.
Úvaha o pohybu světelných vln v prostoru nevyhnutelně vede ke konceptu osvětlení, protože světlo do sebe nesvítí, je vždy nasměrováno ven od zdroje a lidskému oku zviditelní jiné předměty. Je zřejmé, že v tomto případě dopadá na povrch určité oblasti, čímž je osvětlena.
Lux je měrná jednotka pro osvětlení. Pokud světelný tok 1 lumen dopadá kolmo a rovnoměrně na plochu jednotky plochy (1 m²), bude jeho osvětlení 1 lux.
Absolutní hodnota osvětlení v luxech bude vždy násobkem hodnoty světelného toku v lumenech pro každý konkrétní světelný zdroj, protože vztah mezi těmito hodnotami je nepřímo úměrný. Čím větší je osvětlená plocha, tím horší jsou charakteristiky osvětlení. Například žárovka 1500 lm umístěná v neprůhledné krychli o ploše 1 m² přesně ve svém středu, tedy ve stejné vzdálenosti ze všech stran, osvítí pouze 6 m² (4 strany 1 m², 1 spodní + 1 horní). Takže osvětlení uvnitř takové krychle bude:
1500 lm / 6 m² = 250 lx.
Nyní nechte stejnou žárovku v lustru osvětlit čtverec - pro snazší výpočet - místnost o délce stěny 4 m. Bude to stejná krychle o ploše každé strany 16 m² a celková plocha bude 96 m². Současně by pro čistotu výpočtu měla být žárovka zavěšena ve středu místnosti ve vzdálenosti 2 m od podlahy a stropu. Osvětlení v každém bodě místnosti by pak bylo:
1500 lm / 96 m² = 15,625 lx.
V praxi to nikdo nedělá, maximální délka závěsu lustru je pouze 0,5 m. Zaměřením na zrakové vjemy bude mít člověk pocit, že přímo pod žárovkou je více světla než v rozích místnosti a malý oblast na stropě v místě, kde je lampa připevněna, je nejlépe osvětlena za předpokladu, že její konstrukce je nahoře otevřená.
V každodenním životě ovlivňují osvětlení povrchu kromě svítivosti následující faktory:
- vzdálenost ke zdroji světla;
- umístění světelného zdroje;
- jeho forma;
- úhel dopadu světla (otočení a sklon soklů);
- zakřivení samotného povrchu;
- změna prostorových charakteristik;
- vlastnosti odrazného povrchu (například černý sametový povrch a zrcadla by měly být osvětleny odlišně).
Proto jsou v praxi teoretické výpočty k ničemu a k měření osvětlení se používá luxmetr.
Jak převést lux na lumeny
Pokud však znáte požadovanou hodnotu osvětlení v luxech a plochu osvětlené plochy, můžete si vypočítat požadované množství světelného toku v lumenech. Zároveň je třeba si uvědomit, že výpočet bude proveden s mnoha předpoklady, protože není možné přiblížit podmínky pro jeho realizaci fyzikálně ideálním podmínkám. Při výpočtu je třeba předpokládat, že:
- světelný zdroj je umístěn uprostřed;
- osvětlení je rovnoměrné po celé ploše, což je téměř nemožné;
- světlo dopadá pod stejným úhlem po celé ploše;
- povrch je osvětlen zevnitř myšlenkové sféry, o které se předpokládá, že je kolem zdroje.
Důležité! Praktická formulace tohoto úkolu zní mnohem jednodušeji: existuje norma osvětlení v luxech pro konkrétní místnost, například pro kancelář - 300 luxů. Kolik lamp je třeba umístit, aby to vyhovovalo? K tomu se nejprve vypočítá požadovaná hodnota v lumenech. Nevyhnutelnou nerovnoměrnost osvětlení lze korigovat přídavným podsvícením.
Abyste získali hodnotu v lumenech, musíte vynásobit normu v luxech hodnotou plochy, která potřebuje osvětlení.
Příklad: Kancelář s normou 300 luxů nechť má délku stěny 10 metrů a výšku stropu 4 metry. Je nutné vypočítat minimální počet lumenů potřebný pro splnění normy.
Plocha podlahy a stropu bude: 10 x 10 = 100 m².
Plocha každé stěny: 4 x 10 = 40 m².
Teoreticky, za předpokladu rovnoměrného osvětlení a umístění zdroje, stejně vzdáleného od všech bodů na povrchu, je problém vyřešen následovně:
300 luxů x (4 x 40 + 100 + 100) m² = 300 x 360 = 108 000 lm.
Pokud se tato astronomická hodnota „převede“ do běžných 100wattových žárovek, pak je potřeba pouze ... 72 kusů.
Praktický přístup bude jiný. Absolutně není potřeba osvětlovat strop - pracoviště zaměstnanců jsou níže. Navíc konstrukce mnoha stropních svítidel znemožňuje šíření světla nahoru. Takže z výpočtů musíte odstranit plochu stropu:
300 lx x 260 m² = 78 000 lm.
Moderní stropní svítidla s LED mohou produkovat 5 000 lumenů.V souladu s tím budou potřebovat 16 kusů (78 000/5 000), zaokrouhlených na nejbližší celé číslo.
Toto číslo lze snížit. Osvětlení se dle SanPiN 2.2.1 / 2.1.1.1278-03 měří nad pracovní plochou, dále na kontrolních bodech vzdálených od stěn a světelných otvorů 1 m. Osvětlovací zařízení stačí umístit nad pracoviště zaměstnanců. Matematickým zmenšením geometrických charakteristik podlahy o 1 m na každé straně dostaneme:
300 luxů x (160 + 64) m² = 300 x 224 = 67200 lm.
Co ve stropních svítidlech bude: 14 kusů zaokrouhlených na nejbližší celé číslo.
Hodnoty lumenů pro různá svítidla
Moderní požadavky na balení svítidel zavazují přinést spotřebiteli jejich technické vlastnosti v plném rozsahu. Proto bude nalezení hodnoty v lumenech pod zkratkou „lm“ nebo „lm“ snadné. Například:
- žárovka 100 W - 1300-1500 lm;
- žárovka 60 W "General Electric" - 660 lm;
- úsporná žárovka "NetHaus", halogenová 13 W - 250 lm;
- světelná diodová (LED) lampa "Gauss Elementary" 12 W "jako ve 100 W" - 1130 lm;
- světelná diodová (LED) lampa "Gauss Elementary" 6 W "jako v 60 W" - 420 lm;
- LED lampa Elektrostandard LTB0201D 60 cm 18V - 1200 lm;
- LED stolní lampa Maytoni Nastro, 15 W - 900 lm;
- kancelářské svítidlo TL-ECO na LED 48,5 W - 4530 lm (konečný světelný tok po všech ztrátách).
Jak je patrné z poměru světelného toku k výkonu zařízení, LED osvětlovací zařízení jsou z hlediska světelné účinnosti nejekonomičtější a nejefektivnější.
Pozornost! Vzhledem k tomu, že od 1. ledna 2020 jsou v Ruské federaci zakázány všechny kompaktní, trubicové a průmyslové zářivky obsahující rtuť a další nebezpečné kovy, nebyly zařazeny do seznamu.
Standardy osvětlení
Hygienická pravidla SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03 regulují průměrné osvětlení budov, staveb a institucí pro různé účely, jakož i osvětlení stanic, silnic, přechodů pro chodce, parků a stadionů.
Normy pro umělé osvětlení v obytných prostorách jsou následující:
- kancelář - 300 lx;
- dětský pokoj - 200 luxů;
- obývací pokoje a kuchyně - 150 luxů;
- šatna - 75 luxů;
- koupelna a koupelna - 50 luxů;
- chodba - 50 luxů;
- spíž - 30 lux.
Ve většině případů je však osvětlení místností a obytných prostor vybíráno na základě osobních preferencí samotných obyvatel a dodržování normy se provádí pouze ve vztahu k výrobním a pracovním prostorům.
Na závěr je vhodné připomenout následující:
- Číselná hodnota světelného toku je uvedena na obalu osvětlovacího produktu v lumenech.
- Chcete-li získat hodnotu osvětlení v luxech, musíte ji vydělit hodnotou plochy, která má být osvětlena, vyjádřenou v metrech čtverečních. metrů.
- Existují hygienické normy pro osvětlení jakéhokoli typu místnosti.
- Světelné diody (LED) jsou z hlediska světelného výkonu nejúspornější a nejúčinnější.
