Что значит световой поток и сила света для светильников и ламп

Допустимые нормы пульсации

Во второй половине 20-го века были
определены нормы коэффициента пульсации в 10,15 и 20% в зависимости от того,
какая работа выполняется в помещении. Значение 10% выбиралось, базируясь на
возможности обеспечить этот уровень. 20% выбиралось с учетом стробоскопического
эффекта при превышении этого значения. Для помещений с дисплеями показатель
снижается до 5%. Ограничений не существует, если люди в каком-то помещении
пребывают периодически.

Нормы коэффициента пульсации в России определены законодательно:

• в
  СНиП 23-05-95 – значение для рабочей поверхности 10-20%, если пульсации с
  частотой до 300 Гц;
• в
  ГОСТ 17677-82 – значения для люминесцентных ламп с пускорегулирующими
  аппаратами с частотой от 400 Гц;
• в
  СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 – требования к пульсации потока света в помещениях с
  ЭВМ.

Для измерения пульсации этот ГОСТ рекомендует использовать только отдельные модели люксметров-пульсметров. Указанные приборы должны быть оснащены хорошо сформированной частотной характеристикой и измерять значения пульсирующего света с частотой до 300 Гц. Обязательно наличие цифровой обработки показателей света.

Как проверить пульсацию

«На глаз» уровень мерцания определить невозможно. Необходимо знать, что эта проблема актуальна для осветительных приборов, питающихся от источника переменного тока. Если светодиодная лампочка подключена к батарейке или аккумулятору, Кп=0%. Фото- и видеокамеры позволяют определить только наличие пульсации, точные параметры определить невозможно.

Для точной проверки требуется многоканальный
пульсметр-люксметр. Внешне он напоминает пульт дистанционного управления,
оснащен кнопками для управления, фотодатчиком и дисплеем. Очень высокий уровень
мерцаний определяется боковым зрением – если быстро перевести взгляд, возникает
стробоскопический эффект (предметы «распадаются).

Дома наличие
мерцания можно проверить мобильным телефоном или карандашом. Телефон держится на расстоянии метра
от лампочки, появление темных полос говорит о том, что поток света пульсирует. Если
быстро махать перед светильником карандашом, о пульсации свидетельствует
«распадание» следа.

Нормы и требования по освещению

Чтобы грамотно нормировать освещение, нужно строго следовать СанПиН и иным нормативным документам. Все требования можно условно поделить на касающиеся собственно освещенности и относящиеся к качеству света. Общие для всех отраслей требования:

• освещенность достаточна для каждого человека;
• работник может регулировать освещение — направлять свет в нужную сторону, менять его интенсивность;
• кроме искусственного света обязательно присутствует естественный;
• все светильники на потолке, стенах должны быть приглушенного цвета, лампочки не вызывают зрительного дискомфорта.

Освещение при работе за ПК

Долгая, ежедневная работа с компьютером часто вызывает снижение зрения у сотрудников. Такие проблемы можно исключить или замедлить, соблюдая нормы и рекомендации:

• световой поток — 300 Лк;
• яркость элементов в осветительных приборах менее 200 кд/кв.м.;
• коэффициент естественного освещения (КЕО) — от 1,2%;
• расположение окна сбоку от места работы;
• наличие индивидуальных приборов освещения в комплексе с общими, если последних не достаточно;
• расположение локальных источников света справа от экрана;
• отсутствие бликов на мониторе;
• равномерное распределение луча света по столу и монитору.

Коэффициенты отражения окружающих поверхностей

Отражение от поверхностей — важный показатель при организации рабочего места. Коэффициент отражения поверхности означает способность основания отражать падающий световой поток. Он равен отношению света, отраженного от поверхности, к общему падающему световому потоку. Такие коэффициенты давно рассчитаны (в зависимости от материала цифры могут варьироваться):

• пол — 0,2-0,4;
• стены — 0,5-0,8;
• потолок — 0,7-0,9;
• стол, рабочая поверхность — 0,2-0,7.

Нормы освещения на производстве

Существуют определенные рекомендации по нормированию освещения в производственных помещениях. Они сильно отличаются в зависимости от точности и сложности работ. Например, для швеи, грузчика и сборщика мелких электротехнических изделий нормы совершенно разные. На производстве организация рабочих мест подчиняется таким требованиям:

• отсутствие статических и динамических теней на месте работы (они являются фактором травматизма);
• отсутствие бликов, отраженного блеска, излишней яркости, которые слепят сотрудников;
• стабильная, немигающая подсветка;
• верная цветопередача лампочек;
• физическая прочность приборов, их стойкость к вибрированию, износостойкость.

Нормы по освещенности для разных производственных отраслей:

Подразряды уменьшают норму по освещенности. Так, при подразряде а — постоянной работе, она выше, далее снижается при подразряде б (постоянное пребывание в помещении с периодическим трудом), в (периодическое пребывание на работе и периодический труд), г (наблюдение за коммуникациями, оборудованием).

Отраслевые нормы искусственного освещения

Кроме сведений СНиП, которые являются общими, есть ряд отраслевых документов, разрабатываемых специальными институтами. Они устанавливаются в зависимости от типа отрасли после анализа ее специфики, и только затем переходят в разряд рекомендаций. При отсутствии конкретных отраслевых норм придется пользоваться общими.

Все нормативы в промышленности зависят от точности зрительных работ, которая делится на 7 разрядов в зависимости от величины объекта работы и сложности труда. Например, точные работы (1-4 разряды) подразумевают наличие объекта размером от 0,15 мм (наивысшая точность) до 5 мм (средняя точность). Пятый разряд (малой точности) может включать работу со светящимися объектами.

При делении работ по сложности внутри разряда учитывается цвет фона, ведь он влияет на коэффициент отражения (так, черный цвет имеет самый низкий коэффициент отражения). Нормы обязательно учитывают следующие факторы:

• длительность работы;
• напряженность труда;
• степень разрешения задачи — различение или поиск;
• число объектов в поле зрения;
• возраст сотрудников;
• квалификация сотрудников.

Обозначения на источниках света

При выборе любого источника света, будь то лампочка, светильник или прожектор, необходимо тщательно изучать маркировку, нанесённую на осветительный прибор. Даже если помнить о том, что величина освещения измеряется в люксах, этих данных среди информации можно не обнаружить. Маркировка, наносимая на видимую часть колбы или на корпус светильника:

• товарный знак производителя;
• величина используемого напряжения, В;
• количество ламп в светильнике и мощность;
• название светильника и тип;
• класс защиты;
• способ установки;
• дата изготовления.

В некоторых случаях наносится допустимое расстояние до освещаемой поверхности, если светильник может вызвать изменение температурного режима освещаемого объекта.

Расшифровка маркировки осветительного прибора

Почему светодиоды?

Еще несколько лет назад многие наши соотечественники стали использовать энергосберегающие лампы люминесцентного типа с цоколем E14 и Е27. Но теперь пришел черед более эффективным приборам — светодиодам, которые демонстрируют меньшее потребление энергии (по сравнению с лампами накаливания — в 10 раз, по отношению к люминесцентным осветительным приборам — в 3 раза).

Преимущества светодиодов

Неоспоримые преимущества светодиодных светильников обеспечили им популярность во всем мире. Такие лампы в разы эффективнее обычных ламп накаливания и приборов, излучающих люминесцентный свет.

Преимущества светодиодных ламп:

•  экономия электроэнергии;
•  создание света, максимально приближенного к дневному;
•  возможность использования как внутри помещения, так и за его пределами (уличное освещение);
•  более высокий размах напряжения — лампы будут работать в диапазоне от 80 до 230 Вольт;
•  повышенный срок службы — до 25 лет;
•  экологичность, поскольку они не выделяют в воздух вредных веществ;
•  возможность управлять подсветкой при помощи ДУ-пульта;
•  беззвучная работа в отличие от люминесцентных ламп.

Недостатками таких осветительных приборов можно считать повышенную цену и невысокий индекс цветопередачи, достигающий 85-90%.

Выбор вида проводки и проводниковых материалов

Проект освещения включает в себя схему расположения и подключения светильников. Для любой электроустановки нужно питание, поэтому цепи освещения разводятся по отдельным автоматическим выключателям или обычным выключателям ветвями, при наличии трехфазной электросети – нужно равномерно распределить лампы по фазам.

Кабельная продукция и соединители подбираются согласно мощности электрооборудования. Главные характеристики кабеля – это площадь сечения, от которой зависит предельно допустимый ток и изоляционные характеристики. Например, в цехах с агрессивной средой или там где возможны механические воздействия желательно использовать бронированный кабель.

Выбор площади сечения зависит не только от потребляемого тока, но и от протяженности линии, чем длиннее – тем большее сечение кабеля. Это играет существенную роль при протяженностях кабеля более 10 метров.

При расчетах кабельной линии электротехник должен учесть все характеристики и особенности эксплуатации электроустановки.

В зависимости от конструкции помещения используют один из видов прокладки провода:

1. Открытая проводка используется в больших цеховых помещениях, кабеля прокладываются по так называемым елочкам или кабельным галереям. Это удобно при устранении неисправностей или его замене.
2. Скрытая проводка используется в небольших помещениях, помещениях с повышенной влажностью и пр.

Это также влияет на площадь сечения кабеля, открытая проводка лучше охлаждается, значит, выдерживает большие токи при аналогичном скрытом сечении.

Кроме того, нужно предусмотреть гильзы и трубы для прокладки кабелей через перекрытия и стены, иначе их изоляция может повредиться в процессе эксплуатации. Если несколько кабелей проложены в одной трубе нужно учесть, то что они будут усиленно греться. Это нужно компенсировать соответствующим сечением жил.

Понятие освещенности

Световой поток измеряется в специальных лабораторных условиях и самопроизвольно его определить невозможно. Поэтому СНиП учитывает величину освещенности, которую, в отличие от светового потока, каждый может измерить самостоятельно. Она представляет собой показатель отношения светового потока, измеряемого в люменах, к площади поверхности, на которую попадают фотоны. Угол падения при этом должен равняться 90°. Единица измерения освещенности — люкс (lux).

Советуем изучить Правило буравчика

Единица освещенности поверхности

Давно уже установлена зависимость психологического и физического состояний человека от света. Если при слабом освещении происходит угнетение мозговых процессов, то при ярком свете они возбуждаются. Но в любом случае сетчатка глаза и ресурсы организма изнашиваются. При проектировании осветительных приборов определяют коэффициент запаса (КЗ), который должен учитывать вероятный спад освещенности установки. Для искусственного света в показателе предусматривается уменьшение яркости по причине износа оптических компонентов устройства и их естественного загрязнения. Коэффициент естественной освещенности снижается вследствие изменения отражающих свойств окружающих предметов.

Измерение освещенности проводится на рабочих местах вместе с определением уровня загрязненности, звуковых колебаний, электромагнитного излучения, а на некоторых производствах и гамма излучения

Важность знания этих параметров трудно переоценить при создании оптимальных условий труда, и все они соответствуют санитарным правилам и нормам. Например, освещенность должна быть:

• в рабочем кабинете — 300 лк;
• в офисе для постоянной работы с компьютером — 500 лк;
• для технических и конструкторских бюро — 750 лк.

Освещенность и требования стандартов

Там, где в дневное время недостаточно солнечного света, а также в вечерние и ночные часы, пользуются искусственными источниками. На предприятиях каждое рабочее место проходит аттестацию на соответствие допустимым санитарным нормам. В эти нормы укладывают и уровень освещённости. Неправильное освещение или его недостаток влияет на здоровье работников.

Основным нормативным документом, регламентирующим стандарты этого параметра, выступает СНИП 23-05-95 – это нормы, принятые к исполнению в 1995 году. Откорректированный его вариант в виде СП 52.13330.2011 от 20.05.2011 г. действует и поныне.

В перечне отражены границы степени освещённости для помещений:

• производственных и складских;
• рабочих площадок вне зданий;
• жилых и общественных помещений;
• уличного освещения населённых пунктов;
• архитектурных подсветок;
• витринной и рекламной иллюминации;
• специального освещения.

Важно! Вреден как недостаток, так и избыток света. Яркие пятна люминесцентных реклам и витринных окон, выполненных с превышением требований, загрязняют световой фон улиц

Освещённость

Классификация

По функциональному назначению освещение делят на:

• рабочее;
• бытовое;
• дежурное;
• аварийное;
• сигнальное;
• бактерицидное;
• эритемное.

Рабочее применяется при создании условий для труда находящихся в нем людей. Распространенный тип потолочных осветительных приборов – ЛПО.

Пример проекта для организации рабочего освещения

Дежурное необходимо во вне рабочее время. Иногда выделяют в отдельный тип охранное освещение, устанавливаемое по краям охраняемой зоны и включаемое в темноте.

Аварийное предназначено для экстремальных ситуаций, взамен основного. Его делят на:

• эвакуационное;
• безопасности.

Первое устанавливается на пожарных лестницах и в проходах. Служит для обеспечения минимальной видимости при аварийной эвакуации из здания.

Второе включается для поддержания функционирования аварийного объекта, если полное отключение света угрожает жизни людей, способно нарушить течение важного технологического процесса и пр. Определение и расчет эвакуационного вида освещения

Определение и расчет эвакуационного вида освещения

Сигнальное применяется для обозначения зон повышенной опасности. Пример: маяк.

Бактерицидное — это ультрафиолетовое облучение, способное убивать микроорганизмы.

Эритемное — ультрафиолетовое облучение с оптимальной длиной волны 297 нм. Применяется в помещениях, где мало или нет дневного света. В небольших дозах способно стимулировать важные физиологические процессы в организме человека и животных.

По виду выделяют:

• общее;
• местное;
• комбинированное.

Классификация искусственного света

Общее предназначено для равномерного распределения света по всей территории установленной зоны. Как правило, оно создается лампами, которые крепятся под потолком. Его делят на:

• равномерное;
• локализованное.

Местное применяется для создания светового поля в узкой области рабочей поверхности.

Комбинированное сочетает в себе описанные выше два типа и используется чаще всего.

Чтобы грамотно спланировать свет больших (например, цеховых) помещений – важно разобраться во всех промышленных видах освещения

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.)

Как правильно рассчитать освещенность комнаты

Создавая проект освещенности жилого дома, зачастую руководствуются не какими-то строгими нормами, а личными ощущениями. Источники света размещают так, чтобы было достаточно светло, уютно и комфортно. Специалисты считают, что этот способ не всегда верен и лучше следовать нормам.

Но если вы все же решились настроить освещение самостоятельно, то есть несколько способов, которые помогут сделать это правильно.

Способ №1. Установить столько источников света, чтобы глазам было комфортно, – не тускло и не ярко. Чтобы придерживаться хоть каких-то расчетов, можно воспользоваться нехитрой формулой: на 1 кв. м – одна лампочка мощностью 25 Вт.

Способ № 2. Воспользоваться таблицей, в которой есть нормы освещенности в ваттах для жилых помещений. Ищете нужное помещение, норму для него и умножаете ее на количество квадратных метров.

Эта таблица подходит, если вы воспользуетесь обычными лампочками. Если выберете галогенные или люминесцентные, то учтите, что первые при такой же мощности дают в 1,5 больше света, а вторые – в 5 раз.

Например, вы посчитали, сколько нужно лампочек в спальню площадью 20 м2. Тогда 12 Вт/м2 умножаем на площадь и получаем 240 Вт. То есть для полноценного освещения вам нужно купить, как минимум, две лампы мощностью 100 и 150 ватт.

Если используем галогенные лампы, то 240 Вт делим на 1,5. Выходит 160 Вт. Значит, вам нужны три галогенные лампочки: две мощностью 50 Вт и одна –  мощностью 60 Вт. По такому же принципу считают количество люминесцентных ламп. Делайте расчеты «с запасом», если декор и интерьер помещения выполнены в темных тонах.

В качестве осветительных приборов можно использовать люстры, как основной источник света, и торшеры, бра, настольные лампы – как дополнительный. Вы можете «распределять» между разными приборами лампочки разной мощности. Главное, чтобы освещение при этом было равномерным.

Способ №3. Подходит для расчета освещенности, если используются светодиодные лампы. Сначала вычисляют величину светового потока (в люменах, Лм), затем определяют количество светодиодных ламп.

Люмены считают так: норма освещенности (в Люксах),  площадь помещения и коэффициент, зависящий от высоты потолка (от 2,5 до 2,7 метра; от 1,2 до 2,7–3 метров; от 1,5 до 3–3,5 метра; от 2 до 3,5–4 метров).

Далее, пользуясь таблицей, количество люмен делим на количество соответствующих ватт светодиодной лампы. В итоге определяем, сколько нужно светодиодных ламп.

Определяющие формулы

Поскольку любой источник света излучает его неравномерно, число люменов не дает полной характеристики осветительного прибора. Вычислить силу света в канделах можно, разделив его поток, выраженный в люменах, на телесный угол, измеряемый в стерадианах. Используя эту формулу, удастся учесть совокупность лучей, идущих от источника, когда они пересекают поверхность воображаемой сферы, образуя на ней круг.

Но возникает вопрос, что дает на практике число кандел, которое мы найдем; найти подходящий светодиод или фонарь только по параметру силы света невозможно, нужно учитывать еще соотношение угла рассеивания, зависящего от конструкции прибора

Выбирая лампы, равномерно светящие во все стороны, важно понять, подходят ли они для целей покупателя

Если раньше лампочки в разные помещения подбирали, ориентируясь на количество ватт, то перед покупкой светодиодных ламп придется посчитать их суммарную яркость в люменах, а потом разделить эту цифру на площадь комнаты. Так вычисляется освещенность, которая измеряется в люксах: 1 люкс – это 1 люмен на 1 м². Существуют нормы освещенности для помещений разного назначения.

Таблица. НОРМЫ ОСВЕЩЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ (В СООТВЕТСТВИИ СО СНиП II-4—79)

Библиография: Галанин Н. Ф. Лучистая энергия и ее гигиеническое значение, Л., 1969; Гусев H. М. Естественное освещение зданий, М., 1961; Кнорринг Г. М. и др. Справочная книга для проектирования электрического освещения, Л., 1976; Международный светотехнический словарь, М., 1979; Мешков В. В. и Епанешников М.М. Осветительные установки, М., 1972; Парфенов А.П. Солнечное голодание человека, Л., 1963; Рохлин Г. Н. Газоразрядные источники света, М.— Л., 1966; Руководство по коммунальной гигиене, под ред. Ф. Г. Кроткова, т. 3, с. 123, М., 1963; Черниловская Ф. М. Освещение промышленных предприятий и его гигиеническое значение, Д., 1971, библиогр.; Шефтель Е. Б. Освещение лечебных учреждений, М., 1977.

3. А. Скобарева; Н. И. Зоз (табл.).

Нормы и правила освещённости

Существуют строительные нормы и правила, регламентирующие минимальный уровень освещённости в помещении. Количество необходимого света определяется по роду выполняемых работ и функционального назначения помещения. В светотехническом проектировании комбинируется общее и местное освещение, рассеянное и акцентированное, также учитывается естественный свет.

Необходимо знать, что при освещённости от 50 лк до 500 лк предпочтительнее использовать «тёплые» источники света (цветовая температура (Т_цв): 2700К — 3500 К); свыше 500 лк — «нейтральные» и «холодные» (Т_цв: 3500 К — 4200 К). Типы источников света  выбирают в соответствии с дизайном интерьера, назначением помещений и субъективными предпочтениями.

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

Похожие записи:

Активное, емкостное и индуктивное сопротивление. закон ома для цепей переменного тока Ретро проводка в современном доме Где используется фидерный кабель Маркировка smd компонентов: кодовые обозначения Как сделать веб-приложение для вашего собственного bluetooth low energy девайса? Как подключить усилитель в машине