Что представляет собой световой поток и в чем он измеряется?

Как определить освещенность

При недостаточном освещении человек намного быстрее устает, приходится постоянно напрягать зрение, что крайне нежелательно. Поэтому в СНиП установлены нормы для основных видов помещений, которых следует придерживаться при определении необходимой освещенности.

Уровни освещенности установлены для всех видов помещений.

В расчет принимается естественное освещение, но основное внимание уделяется искусственному свету, так как с его помощью можно создать оптимальные условия вне зависимости от погоды на улице. Ниже приведены основные значения для разных помещений:

1. Офисы, в которых работают за компьютерами и оформляют документы – 300 Лк.
2. Помещения для проведения чертежных работ – 500 Лк.
3. Конференц-залы, переговорные комнаты – 200 Лк.
4. Жилые комнаты и кухни – 150 Лк.
5. Детские – 200 Лк.
6. Рабочие кабинеты или зоны – 300 Лк.
7. Учебные классы и аудитории – 400 Лк.
8. Торговые залы – от 200 до 400 Лк в зависимости от специфики.

Для рабочих зон существуют особые нормы, поэтому там чаще всего используют дополнительные светильники, которые выделяют небольшую часть пространства.

Что касается определения освещенности, для этого используют прибор, который называется люксометр

С его помощью проводятся замеры в нескольких точках помещения, они указаны в СНиП, важно делать все правильно. Может проверяться не только общий показатель, но и освещенность определенной поверхности или оборудования, если нужно обеспечить особые условия при выполнении работы

Световой поток

Световой поток F является одной из основных световых величин
и представляет собой тот же лучистый поток, но оценивается по световому
ощущению, которое он производит на глаз человека. Т. е. световой поток —
это величина, образуемая от лучистого потока путем умножения
на коэффициенты спектральной чувствительности глаза по каждой из длин
волн видимого спектра.

Если энeргия излучается только на одной из длин волн λ,
то световой поток этого монохроматического излучения будет равен:

F_λ = F_eλ·V(λ)

При таком представлении световой поток измеряется в ваттах, как
и лучистый. Чтобы различать эти потоки, для обозначения светового потока
добавляется слово «световой», т. е. получается световой ватт. Правда,
такая размерность светового потока практически не используется,
поскольку система СИ рекомендует в качестве единиц светового потока
люмены (от лат. lumen — свет).

Международным комитетом мер и весов в 1977 г. было
принято, что в фотометрии лучистый поток
1 Вт на длине волны в λ=555 нм (частота
излучения — 540.1012 Гц), обладающего наибольшей световой
эффективностью, эквивалентен световому потоку 683 лм. Почему коэффициент
для пересчета световых ватт в люмены равняется 683, будет рассказано
ниже при рассмотрении понятия силы света. С учетом этого коэффициента
формула для расчета светового потока (в люменах) для монохроматического
излучения примет вид:

F = 683·F_eλ·V(λ)

Для определения светового потока во всем диапазоне видимых излучений
(380…780 нм) необходимо просуммировать все световые потоки
монохроматических составляющих:

F = 683·∑ F_eλ·V(λ)

Таким образом, чтобы получить световой поток, излучаемый на любой
длине волны видимого спектра, необходимо умножить 683 лм/Вт
на соответствующий коэффициент относительной спектральной
чувствительности (см. рис.1 и табл.1) и на значение лучистого потока
на этой длине волны.

Например, световой поток натриевой лампы состоит из излучений
на 589 нм и 589,6 нм. Из данных, приведенных в табл. 1, следует, что при
лучистом потоке (мощности лампы), равном 10 Вт, V(589 нм) = 0,77,
V(589,6 нм) = 0,765, световой поток составит:

F = 683·5·0,77 + 683·5·0,765 = 5242,025 лм.

Значения световых потоков для некоторых источников света приведены в табл. 2.

Таблица 2. Световые потоки некоторых источников света
Источник света	Световой поток, лм
Лампа накаливания 220 В, 100 Вт	1000
Лампа накаливания 220 В, 1000 Вт	17000
Лампа накаливания 110 В, 10000 Вт	295000
Лампа накаливания 220 В, 100 Вт	400000
Поток, падающий на один квадратный метрповерхности Земли в ясный солнечный день	100000

В качестве эталона одного люмена принят световой поток, излучаемый
с поверхности абсолютно черного тела площадью 0,5305 мм² при температуре
затвердевания платины, равной 2046°К. Государственный эталон,
соответствующий международным соглашениям, был разработан профессором П.
М. Тиходеевым. Он представляет собой двойной сосуд из оксида тория,
заполненный платиной. Выходное отверстие сосуда формирует трубка
из оксида тория, погруженная в платину. При расплавлении платины (под
воздействием индукционных токов) отверстие трубки светится, как
абсолютно черное тело.

Измерение светового потока

Перед тем как выпустить продукцию на рынок, производитель делает в лабораторных условиях определение и измерение характеристик осветительного прибора. В домашних условиях, не имея специальных приборов, это сделать нереально. Но проверить цифры, указанные производителем, можно с помощью вышеприведенных формул, воспользовавшись компактным люксметром.

Сложность точного измерения параметров света заключается в том, что он исходит во всех возможных направлениях распространения. Поэтому лаборатории используют сферы с внутренней поверхностью, которая имеет высокий коэффициент отражения – сферические фотометры; применяют их и для измерения динамического диапазона фотоаппаратов, т.е. светочувствительности их матриц.

В быту больше смысла имеет измерять такие важные параметры света, как освещенность помещений и коэффициент пульсации. Высокий коэффициент пульсации и тусклое освещение заставляют людей чрезмерно напрягать глаза, что быстрее вызывает усталость.

Коэффициент пульсации потока света – это показатель, характеризующий степень его неравномерности. Допустимые уровни этих коэффициентов регулируются СанПиН.

Не всегда можно заметить невооруженным глазом, что лампочка мерцает. Тем не менее даже незначительное превышение коэффициента пульсации влияет на центральную нервную систему человека негативно, а также уменьшает работоспособность. Свет, который может неравномерно пульсировать, излучают все экраны: мониторы компьютеров и ноутбуков, дисплеи планшетов и мобильных телефонов, экран телевизора. Пульсацию измеряют люксметром-пульсметром.

Важные факторы

Одним из важных факторов, который учитывается как при строительстве здания, так и при его эксплуатации является уровень освещенности.

Данный показатель очень важен, поскольку влияет на здоровье глаз человека, его трудоспособность, физическое и психоэмоциональное состояние.

Поэтому освещенность помещения входит в положения по охране труда.

Освещение здания делится на две составные – естественное освещение и искусственное.

Естественным является дневное солнечное освещение, которое попадает в здание через технологические проемы, сделанные в нем при строительстве – окна.

Примечания и ссылки

1. Ричард Тайлле , Лоик Злодей и Паскаль Февр , Физический словарь , Брюссель, Де Бок ,2013, стр.  235 «Элементарно 2. »
2. ↑ и , p.  25.
3. Радиометрия. Photometry , Ed. Techniques Ingénieur
4. Тамер Бехеррави , Геометрическая оптика , De Boeck Supérieur,19 декабря 2005 г., 404  с.
5. Андре Мусса и Поль Понсонне , Курс физики: оптика , Лион, Дезвинь,1988 г.
6. Бернар Балланд , Геометрическая оптика: визуализация и инструменты , Лозанна, политехнические прессы PPUR,1 — го января 2007, 860  с.  ; Оптическое программное обеспечение , Ed. Techniques Ingénieur
7. Пьер-Франсуа Тома , Точность физики и химии: уроки и упражнения , Росни, Editions Bréal,1 — го января 2006, 224  с.
8. (in) Э. Фред Шуберт , Светоизлучающие диоды , Cambridge University Press ,8 июня 2006 г.
9. Международная система единиц (СИ) , Севр, Международное бюро мер и весов ,2019 г., 9- е  изд. , 216  с. , стр.  24.
10. .
11. .
12. ↑ и , p.  33.
13. Закон от 2 апреля 1919 г. об единицах измерения
14. ↑ и Мишель Дюбессе , Руководство Международной системы единиц: лексика и преобразования , Париж, TECHNIP,2000 г., 169  с. , стр.  41 год.
15. на сайте www.bipm.org (по состоянию на 23 октября 2019 г. ) .

Фотометрические и радиометрические величины и единицы
Радиометрия и фотометрия охватывают два типа оптической метрологии, предназначенные для измерения электромагнитного излучения .
Размеры	Фотометрический Количество света Световой поток Интенсивность света Световая яркость Освещенность Световой выход Освещение Радиометрический Электромагнитная энергия Поток энергии Энергоемкость Энергия яркости Энергетическое освещение Энергетический выход Энергетическое воздействие
Единицы СИ	Количество света Электромагнитная энергия люмен-секунда (лм⋅с) джоуль (Дж) Световой поток Поток энергии люмен (лм) ватт (Вт) Интенсивность света Интенсивность энергии кандела (кд) ватт на стерадиан (Вт⋅ср −1 ) Световая яркость Энергетическая яркость кандела на квадратный метр (кд⋅м −2 ) ватт на квадратный метр и на стерадиан (Вт⋅м −2 ⋅sr −1 ) Освещенность Энергетическая освещенность люкс (лк) ватт на квадратный метр (Вт⋅м −2 ) Световой выход Энергетический выход люмен на квадратный метр (лм⋅м −2 ) ватт на квадратный метр (Вт⋅м −2 ) Световое воздействие Энергетическое воздействие люкс-секунда (лкс) джоуль на квадратный метр (Дж⋅м −2 )
Единицы, не входящие в систему СИ, включая англосаксонские	Интенсивность света свеча Carcel Рэйли (R) Световая яркость гнида (нт) стильб (сб) блондель или апостиль (асб) кандела на квадратный дюйм (cd⋅in −2 ) кандела на квадратный фут (cd⋅ft −2 ) Ламберт (L) футламберт ( фЛ ) skot  (en) (sk) Освещенность фот (ph) фут-свеча (fc) NOX (NX)
Другой	Изотропный источник света Ортотропный источник света Закон Ламберта Закон Бугера Закон Стефана-Больцмана Закон планка Закон Вина Закон Рэлея-Джинса Закон смещения Вина Черное тело Радиация Закон излучения Кирхгофа Глоссарий фотометрии и радиометрии
Для каждой единицы СИ первая строка относится к фотометрической концепции, а вторая строка — к радиометрической концепции.

Основные физические величины и связанные с ними обычные единицы измерения
Длина (L)	Единицы длины метр (м) , сантиметр (см) и миллиметр (мм)  · километр (км)  · ярд или ярд , фут и дюйм  · миля (мили)  · морская  · тысяча или милли  · микрометры (. мкм) ( анк. микрон (μ)) · нанометр (нм)  · ангстрем (Å)  · пикометр (пм)  · фемтометр (фм)  · световой год (ы)  · парсек (пк)  · астрономическая единица (а.е.)
Масса (M)	Единицы измерения массы килограмм (кг) и грамм (г)  · фунт (фунт) и унции (унции)  · тонна (т)
Время (T)	Единица времени секунда (ы)
Электрическая интенсивность (I)	Электрический блок ампер (А)
Температура ( Θ )	Единицы измерения температуры кельвин (K)  · градус Цельсия (° C)  · градус Фаренгейта (° F)
Кол-во материала (N)	Единица количества материала моль (моль)
Сила света (Дж)	Фотометрические единицы кандела (cd)  · свеча  · карсель
Международная система единиц (СИ)  · Основные единицы СИ  · Анализ измерений  · Величина Примечания: жирным шрифтом  : 7 юридических основных единиц СИ; количества и фотометрические единицы являются единственными субъективными ссылками СИ —

• Портал оптики
• Физический портал

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.

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

Люмены и люксы

В люменах измеряется величина потока света, это характеристика его источника. То количество лучей, которое добралось до какой-либо поверхности (отражающей или поглощающей), уже будет зависеть от расстояния между источником и этой поверхностью.

Уровень освещенности измеряется в люксах (лк) специальным прибором – люксметром. Самый простой люксметр состоит из селенового фотоэлемента, преобразующего свет в энергию электрического тока, и стрелочного микроамперметра, измеряющего этот ток.

Спектральная чувствительность селенового фотоэлемента отличается от чувствительности человеческого глаза, поэтому в разных условиях приходится использовать поправочные коэффициенты. Самые простые люксметры предназначены для измерения какого-то одного типа освещенности, например, дневного света. Без использования коэффициентов погрешность может составлять более 10%.

Люксметры высокого класса оснащаются светофильтрами, специальными насадками сферической или цилиндрической формы (для измерения пространственной освещенности), приспособлениями для измерения яркости и контрольной проверки чувствительности прибора. Их уровень погрешности – около 1%.

Минимальная освещенность поверхности компьютерного стола по СанПиН – 400 люкс. Школьные парты должны иметь освещенность не менее 500 люкс.

Как сделать расчет необходимого уровня освещенности.

Для приблизительного расчета необходимой мощности светильников рекомендую воспользоваться формулой: P=pS/N,  где p – удельная мощность освещения Ватт на метр квадратный. Эта величина будет различной для каждого типа ламп и помещений, ее можно узнать из таблицы ниже приведенной.

Величина S – это площадь в квадратных метрах для рассчитываемого помещения, а N— это количество светильников.  В туалете или коридоре света нужно меньше, чем, скажем в гостиной. К тому же, лампы в зависимости от принципа работы так-же дают разное количество света (например, галогенная и люминесцентная лампы).

При расчетах обязательно учитывайте удаление источника света от освещаемой им поверхности. Знайте, что её освещённость обратно пропорционально уменьшается квадрату расстояния.

Согласно многочисленным исследованиям и нормам, действующим в Республике Беларусь, общая освещенность комнаты должна находится в пределах около 200 Люкс, а освещенность зоны рабочей поверхности стола – около 500 люкс.

Итак, теперь зная все параметры перейдем непосредственно к расчетам на примере. Для спальной комнаты площадью 10 квадратных метров- 10 умножаем на коэффициент для этого помещения 10-20 и получаем 100-200 Ватт (мощность лампы накаливания). Но не забывайте, что эта величина мощности будет относится к одному установленному по центру потолка светильнику.

Это все же упрощенный средний расчет не учитывающий множество факторов таких как, цвет и тон стен, пола, потолка, которые существенно влияют на восприятие человеком количества света в комнате. Так для помещений со светлыми покрытиями мебели, стен потолков и т. д. величина в 200 Люкс при расчетах может более, чем в 2 раза снижена.

Определить необходимый  уровень освещенности в зависимости от площади помещения вам поможет таблица внизу.

Примечание: в таблице указаны оптимальные значения для определения требуемого уровня мощности освещения при установке ламп накаливания в  качестве  основного источника света в центре помещения. При установке люминесцентных ламп соответственно мощность ламп должна быть уменьшена в 5-7 раз, а светодиодных- в 10 раз. Более точно Вы сможете определить по упаковке для ламп, на которой, как правило, производитель указывает сколько ламп накаливания заменяет одна энергосберегающая.

Я надеюсь, что Вы получили приблизительные представления как делать самостоятельно требуемые параметры расчетов для своей квартиры или дома. Учитывайте, что яркий свет нужен для работы и чтения, а для отдыха нужен более мягкий и не раздражающий свет.

Диапазон измерения освещенности

Специальный прибор для измерения освещенности, люксметр, выбирают с учетом предполагаемой рабочей области. Нет смысла в избыточной трате энергетических ресурсов без действительной необходимости. Профессиональные расчеты выполняют с учетом особенностей отдельных операций: от общего наблюдения до действий с мелкими деталями высшей точности.

Нормативная освещенность объектов

Объект	Нормативная освещенность в люксах (лк)
Кухня	150
Детская комната	200
Гостиная, столовая	150
Входная группа, коридоры между комнатами	50
Библиотека, кабинет	300
Межэтажные лестничные пролеты	20
Площадка перед лифтом	30
Тепловой пункт	20
Фойе, приемные	150
Проектные организации	500
Ремонтные и сервисные мастерские	300
Серверная комната, операционный зал в банке	400
Помещение для сейфа	150
Аудитории высших учебных заведений	400
Спортивные залы	200
Бильярдные комнаты	300
Бассейн	150
Торговый зал в магазине	500
Склад в прачечной	50
Муниципальная автомобильная дорога с проходимостью 500-1000 транспортных средств за час	15
Центральные аллеи на выставках	10

Существенное значение имеет чувствительность человеческого глаза к определенным участкам спектра. Современные приборы для измерения света создают с учетом соответствующих особенностей. Обычно проверяют видимый диапазон. Однако надо помнить о том, что незаметное ультрафиолетовое излучение при большой интенсивности оказывает негативное влияние на сетчатку.

Также проверяют пульсации с частотой до 300 Гц. Они заметны для человеческого зрения. Подобные изменения амплитуды излучения вызывают дискомфорт, вплоть до болезненных ощущений. Необходимо помнить о вреде избыточной освещенности. В подобных условиях значительно возрастают общие нагрузки, так как активизируются обменные процессы в организме.

Интересно. Отдельно следует упомянуть уход за растениями. Освещенность для роз и пальм устанавливают выше 14 000-16 000 люкс. Неприхотливым фикусам достаточно 8 000-11 000 люкс.

Советуем изучить Выключатель с регулятором яркости

Контроль освещения позволяет при разумных затратах энергии получать хорошие показатели урожайности в круглогодичном режиме

Люмен и ватт

Энергосберегающие лампы при той же светоотдаче потребляют в 5-6 раз меньше электрической энергии, чем лампы накаливания. Светодиодные – в 10-12 раз меньше. Мощность светового потока уже не зависит от количества ватт. Но производители всегда указывают ватты, так как использование слишком мощных лампочек в не предназначенных для такой нагрузки патронах приводит к порче электроприборов или короткому замыканию.

Если расположить самые распространенные виды лампочек в порядке возрастания светоотдачи, можно получить такой список:

1. Лампа накаливания – 10 люмен/ватт.
2. Галогенная – 20 люмен/ватт.
3. Ртутная – 60 люмен/ватт.
4. Энергосберегающая – 65 люмен/ватт.
5. Компактная люминесцентная лампа – 80 люмен/ватт.
6. Металлогалогенная – 90 люмен/ватт.
7. Светодиодная (LED) – 120 люмен/ватт.

Но большинство людей привыкли при покупке лампочек смотреть на количество ватт, указанное производителем. Чтобы подсчитать, сколько нужно ватт на квадратный метр, сначала стоит определиться, насколько ярким должен быть свет в помещении. 20 ватт лампы накаливания на 1 м² – такое освещение подойдет для рабочего места или гостиной; для спальни будет достаточно 10-12 ватт на 1 м². При покупке энергосберегающих ламп эти цифры делят на 5

Важно учесть и высоту потолка: если он выше 3 м, общее количество ватт следует умножить на 1,5

Расчёт освещения

Расчёт освещения

Метод коэффициента использования

Метод коэффициента использования даёт возможность опреде­лить световой поток ламп, необходимый для создания заданной средней освещённости при общем равномерном освещении с учётом света, отражённого стенами и потолком.

Расчётные формулы:

где F —световой поток ламп, лм;

Е — минимальная освещённость, лк;

k — коэффициент запаса;

η — коэффициент использования светового потока ламп (в долях единицы), т. е. отношение потока, падающего на расчётную поверхность, к суммарному световому потоку всех ламп;

S —площадь помещения, м2;

z — отношение средней освещённости к минимальной (коэффи­циент z вводится только при расчёте минимальной осве­щённости);

п — число светильников.

Коэффициент использования зависит от характеристики светиль­ника (светораспределения и к. п. д.), размеров помещения и коэф­фициентов отражения стен и потолков.

Значения коэффициентов использования для различных све­тильников с лампами накаливания находятся по таблицам, имею­щимся в каталогах на осветительные приборы.

Коэффициенты, отражения стен ρ_c и потолка ρ_n приведены в следующей таблице:

Размеры помещения характеризуются следующим показателем (индексом) помещения:

где h — расчётная высота подвеса светильника над рабочей по­верхностью, м;

S —площадь помещения, м2;

А и В — стороны помещения, м.

Величина коэффициента z зависит от типа светильника и отно­шения L к h; L — расстояние между светильниками, м; h — расчётная высота подвеса светильника, м.

Значения коэффициентаz

Расчёт освещения но методу коэффициента использования про­изводится в следующем порядке:

1) находим по таблице нормативную освещённость для данного помещения;

2) выбираем тип и число светильников;

3) определяем индекс помещения iи коэффициенты отражения потолка (ρ_п ) и стен ( ρ_с).

4) находим коэффициент z (только при расчёте на минималь­ную освещённость);

5) определяем коэффициент использования светового потока для принятого типа светильника;

6) вычисляем световой поток F одной лампы в лм и по нему выбираем лампу, световой поток которой близко подходит к рас­чётному.

Пример расчёта

Дано: конторское помещение площадью 20 × 6 м, высотой 3,2 м; потолок побелённый, стены светлые, окна без штор.

Расчётная высота подвеса светильника h=2 м, напряжение се­ти 220 в; коэффициент запаса k=1,3.

1) Для конторского помещения E = 75 лк.

2) Берём 16 светильников типа «Люцетта» цельного стекла, рас­полагаемые в два ряда; расстояние между светильниками равно 3 м.

3) Находим индекс помещения

По таблице определяем коэффициенты отраже­ния потолка и стен: ρ_п =70%; ρ_с=50%.

4) При отношении L : h = 1,6 коэффициент z = 1,2.

5) Зная i, ρ_n и ρ_с находим для светильника «Люцетта» коэффи­циент использования η = 0,5.

6) Определяем световой поток одной лампы

По таблице выбираем лампу накаливания мощ­ностью 150 вт, имеющую световой поток 1845 лм.

Метод удельной мощности

Метод удельной мощности — наиболее упрощённый способ рас­чёта освещения.

Удельная мощность, т. е. мощность ламп, отнесённая к единице площади, вт /м2 — важный показатель осветительной установки, он может служить, в однотипных условиях, критерием для определе­ния мощности ламп.

Инженером Кноррингом были составлены таблицы значений удельной мощности в зависимости от освещённости, типа светильни­ка, высоты подвеса и площади помещения для напряжения сети 220 в и коэффициента запаса k=1,3.

Пользуясь таблицами, можно подсчитать установленную мощ­ность осветительной установки, для чего значение удельной мощно­сти (р), найденное для конкретных условий, необходимо умножить на площадь помещения.

Мощность каждой лампы находят делением общей установлен­ной мощности на принятое количество ламп.

Точечный метод

Точечный метод расчёта, основанный на известном соотноше­нии между освещённостью Е и силой света I, довольно кропотлив и применяется в основном только для определения минимальной освещённости локализованного и местного освещения, для опреде­ления освещённости ответственных помещений и для проверочные расчётов.

Единица измерения светового потока

1 люмен – это свет, излучаемый источником с силой света в 1 канделу в пределах телесного угла в 1 стерадиан. 100-ваттная лампа накаливания создает поток света, примерно равный 1000 люменов. Чем ярче источник света, тем больше люменов он излучает.

Кроме люменов есть другие единицы измерения, позволяющие охарактеризовать свет. Можно измерить пространственную и поверхностную плотность потока – так мы узнаем силу света и освещенность. Сила света измеряется в канделах, освещенность – в люксах. Но для потребителя важнее разобраться, в каких единицах указывают яркость лампочек и прочих осветительных приборов при продаже. Некоторые производители сообщают количество люменов, деленных на ватт. Так измеряется световая эффективность (светоотдача): сколько света лампа выдает, затратив 1 ватт.

Измерение светового потока

Для измерения светового луча используются 2 вида приборов: сферические фотометры и фотометрические гониометры. Основная проблема заключается в необходимости определить параметры светового луча, движущегося сразу в нескольких  направлениях.

Сферический фотометр – это сфера с коэффициентом отражения 1. Лампочкаа помещается в центр, рассеянный световой луч измеряет фотоэлемент, вставленный в стену. Результат сравнивается с показателями эталонного источника.

Фотометрический гониометр оснащен люксметром, который во время светового излучения перемещается по всем позициям сферы. Данные освещенности интегрируются, получается значение в люменах.

Определяющие формулы

При желании определить световой поток самостоятельно в доме должен быть люксметр. Измерение люксов проводится в нескольких точках одного помещения, потом используется формула:

П=О*Пл, где:

П – световой луч (лм);

О – освещенность (лк);

Пл – площадь помещения.

Значение П обозначается на упаковке лампы.

Узнать примерное значение светового потока возможно без приборов и формул из таблиц, размещенных в сети интернет.

Что такое кандела

Кандела (кд) – единица измерения силы света, равная световому излучению восковой свечи или 1/683 Вт/ср при частоте 540-1012 герц (соответствует зеленому цвету). При изменении частоты меняется объем потрeбляемой электроэнергии.

Силой света называется показатель, позволяющий определить часть светового потока, который источник излучает в одном направлении. Если световой луч определить как объем, то силу света можно назвать его прострaнcтвенной плотностью.

Уравнение 1 кд = 1 лм верное только при условии, что световой луч распространяется под углом 65о в конусе.

Производная формула:

1 лм = 1 кд *1 ср.

Люмены и люксы

Случается, что в процессе планирования системы освещения путаются два понятия: люмен и люк. Люмен – полный объем излучаемого светового потока, люкс – показатель уровня освещенности. Люкс – часть люмена, достигшая освещаемой площади и распределенная по ней. Так как до освещаемого объекта весь световой поток не доходит, прямой связи между этими двумя показателями нет. Отношение 1 лк = 1 лм/м2 можно считать верным только при распределении по одному метру квадратному всего люмена.

Если проводится расчет освещенности для конкретного помещения, используется формула:

Клк = Клм/Км2, где:

Клк – цифра, указывающая на количество лк;

Клм – цифра, указывающая на количество лм;

Км2 – площадь (цифра, указывающая количество м2).

Чтобы перевести лк и лм, используется формула:

Клм = Клк * Км²

Люмен и ватт

Совсем недавно лампы выбирались по мощности (количеству ватт). Чем больше ватт, тем выше интенсивность освещения. Сейчас даже отечественные производители на заводских упаковках обозначают люмены. Чем их больше, тем качественнее освещение.

По этой причине можно подумать, что Вт и лм свободно переводятся друг в друга. Это не совсем верно, так как Вт определяет мощность, лм – объем светового луча источника.

Пример: лампа накаливания излучает световой поток 1340 лм, если потрeбляет 100 Вт, а светодиод способен излучать 1000 лм, если потрeбляет 13 Вт.

То есть, сила света напрямую не зависит от мощности. Но эти параметры все же связаны между собой. Светоотдача, являющаяся показателем эффективности светового источника – это лм/Вт. Расчет светоотдачи требуется для определения экономичности.

Чтобы перевести люмены в ваты, необходимо учесть дополнительные параметры:

• вид лампы;
• светоотдачу (соотношение Вт/лм);
• эффективность светоотражателя светильника;
• потери из-за рассеивателя;
• объем светового потока, прошедший мимо.

Облегчить себе жизнь можно, если найти в сети интернет калькулятор и скачать на компьютер. Имеются так же стандартизированные показатели для разных видов лампочек, позволяющие определить, чем заменить, например, лампочку накаливания, не теряя в уровне освещенности.

Известны данные лампочек накаливания с различной мощностью:

• 200 Вт – 2500 лм;
• 150 Вт – 1800 лм;
• 100 Вт – 1100 лм;
• 75 Вт – 750 лм;
• 60 Вт – 550 лм;
• 40 Вт – 400 лм;
• 20 Вт – 250 лм.

При желании сэкономить лампу накаливания на 100 Вт можно заменить люминесцентным источником на 25-30 Вт или светодиодом на 12-15 Вт

Важно помнить, что энергосберегающей лампочке для создания определенного светового луча требуется в 3-4 раза меньше ватт, светодиодной – в 8-10 раз. Этого вполне достаточно, чтобы выбрать лампы в магазине при условии, что они качественные

Итоги: как сделать выбор

Выбор электрической лампочки для бытовых нужд не представляет сложности, если покупатель представляет себе, в каком осветительном приборе она будет использоваться, и какой уровень светоотдачи должна обеспечивать. Высокая светоотдача светодиодных ламп позволяют заменить любой из ранее существовавших источников света, значительно экономя при этом на потреблении электроэнергии.

Исключения составляют дизайнерские «лампы Эдисона», которые невозможно имитировать с использованием светодиодов, хотя, некоторые попытки к этому предпринимаются. Тонкую вольфрамовую нить заменяют филаментными светящимися стержнями.