Оптические величины: световой поток, освещённость и расчёт освещения
Светильники, лампы и светодиодные ленты преобразуют электрическую энергию в свет. Поэтому после электрических величин логично перейти к оптическим: что такое люмены, чем они отличаются от люксов и почему без расчёта освещения ожидания почти всегда расходятся с реальностью.
Содержание
- 1. Световой поток. Люмены
- 2. Освещённость. Люксы
- 3. Расчёт освещения
- 4. Вопросы для самопроверки
Любой светильник, лампочка, светодиодная лента и другие осветительные приборы предназначены для преобразования электрической энергии в световую.
Самая частая путаница в начале — между люменами и люксами. Это не одно и то же: в люменах измеряют световой поток самого источника, а в люксах — освещённость в конкретной точке.
Люмены и люксы — не одно и то же
Люмены показывают, сколько света создаёт источник в целом. Люксы показывают, сколько света реально пришло в нужную точку или на нужную поверхность.
Поэтому два светильника с одинаковым световым потоком могут давать разную освещённость: один соберёт свет в узкий луч, другой распределит его широко.
Визуально узкий луч часто кажется ярче, но это не значит, что у него больше люменов. Это значит, что те же люмены просто сосредоточены в меньшей зоне.
Разница между люксом и люменом
Люмен относится к источнику света, а люкс — к освещённости конкретной площади или точки.
Световой поток. Люмены
Световой поток — это общая интенсивность света, которую источник излучает в видимом диапазоне по всем направлениям. Измеряется он в люменах.
Здесь важная деталь: речь идёт именно об общем количестве света, а не о том, насколько ярким выглядит конкретное пятно на стене, полу или столе.
Люмены нельзя точно измерить простым бытовым прибором. Для этого используют специальное лабораторное оборудование: например, гониофотометр или интегрирующую сферу.
Как измеряют световой поток
Люмены измеряют в лабораторных условиях, а не простым карманным прибором.
Когда говорят «светит во всех направлениях», это значит, что свет может быть либо собран в узкий луч, как у спота или фонаря, либо распределён шире. При одинаковом световом потоке узкий луч визуально покажется ярче, потому что те же люмены собраны в меньшей зоне. Именно поэтому на вопрос «насколько яркий светильник» одного значения в люменах недостаточно.
Освещённость. Люксы
Освещённость, измеряемая в люксах, показывает, сколько света реально долетело до конкретной точки или поверхности.
В отличие от люменов, люксы можно измерить обычным недорогим люксметром.
Освещённость зависит не только от светового потока, но и от количества светильников, угла рассеивания, направления света, расстояния до точки измерения и даже отражений от стен, потолка, пола и мебели.
Схема освещённости
Люксы описывают уже не сам источник, а результат на освещаемой поверхности.
Почему вопрос «как далеко светит светильник?» неточный
По сути этот вопрос означает: «На каком расстоянии от светильника мне будет достаточно светло?»
А значит, без уточнений он неполный. Для ответа нужно знать световой поток, угол рассеивания, направление света и то, какую освещённость человек считает достаточной.
Расчёт освещения
Для жилых помещений требования часто обсуждают более свободно, но для рабочих мест, офисов, мастерских, коридоров, парковок и многих других зон освещённость нормируется.
Например, на рабочем столе в офисе должно быть не менее 300 лк, а на автостоянке — не менее 15 лк. При проектировании это нужно учитывать, а не ставить светильники на глаз.
И ещё одно: освещённость в точке создаётся не только самими светильниками, но и отражённым светом от стен, потолка, предметов интерьера, пола и мебели.
Поэтому более-менее точный расчёт делают не по площади комнаты в лоб, а через специализированное ПО, например DIALux.
Пример расчёта в DIALux
Для точного расчёта нужно учитывать геометрию помещения, расстановку мебели и коэффициенты отражения поверхностей.
Поэтому два помещения одинаковой площади могут требовать разного количества светильников. Узкий коридор с тёмными стенами и светлая квадратная комната при одной и той же площади будут освещаться по-разному, даже если использовать одинаковые светильники.
Вопросы для самопроверки
1. Как узнать, сколько люменов выдаёт прожектор?
Показать ответ
2. Как далеко светит спот с 1000 лм и 25 градусами угла рассеивания света?
Показать ответ
3. Какую информацию нужно запросить у клиента, чтобы ответить на его вопрос: «Сколько мне нужно светильников на комнату 20 м²»?
Показать ответ
1. Размеры и форму помещения.
2. Высоту потолка.
3. Назначение помещения и требуемую освещённость.
4. Тип светильников, их световой поток и угол света.
5. Цвета и отражающие свойства стен, потолка и пола.
6. Наличие мебели, перегородок и рабочих зон.
Без этих данных получится только очень грубая оценка.