Při výběru konkrétní žárovky pro osvětlovací zařízení je třeba vzít v úvahu nejen typ základny, ale také řadu technických vlastností žhavícího prvku. Podívejme se, co se skrývá pod takovou fyzikální veličinou, jako je světelný tok: terminologie, v čem se měří, vztahy s jinými hodnotami z produktového pasu. Naučíme se také, jak správně samostatně vypočítat požadovaný světelný výkon žárovky nebo skupiny lamp pro konkrétní místnost.
Technická definice
Světelný tok je vizuální charakteristika osvětlovacích zařízení. Z vědeckého hlediska tento termín označuje množství energie, které je přenášeno světelným zářením za určité časové období. Jednoduše řečeno, jde o množství světla, intenzitu světla nebo výkon viditelného záření.
Stojí za zmínku, že světelný tok a jas nejsou stejné charakteristiky lamp. První parametr je určen celou vyzařovanou energií a druhý pouze částí, která dopadá na konkrétní objekt. Například, abyste pochopili rozdíl, zvažte běžnou lampu v lustru s paticí E27 a v bodovém světle. Pokud vezmete žárovky se shodnou hodnotou světelného toku, jas ve druhém zařízení bude znatelně větší.
V jakých jednotkách a jak se měří svítivost?
Světelný tok se měří v lumenech (Lm nebo Lm). Hodnoty uvedené na obalu nebo v datovém listu žárovek jsou stanoveny v laboratořích při teplotě +25 ℃. To znamená, že ukazatele budou ve srovnání s deklarovanými mírně kolísat, protože skutečné provozní podmínky se vždy liší od referenčních.
Dokumentace specifikuje dva typy výkonu, které se měří v lumenech (světelný tok) a ve wattech (spotřeba energie). Podívejme se, jak jsou tyto vlastnosti propojeny na příkladech:
- 100W žárovky. 70 W spotřebovaných žárovkou je v podstatě vynaloženo na ohřev vlákna a prostoru kolem něj. A zbývajících 30 W je převedeno do viditelného spektra, které je označeno Lm.
- Úsporná žárovka 32W. Zde je výkon zařízení efektivnější a je vyjádřen v poměru 95 ku 5 %. Konkrétně 30 z 32 W se přemění na viditelné záření.
Pro vizuálnější srovnání uvádíme v souhrnné tabulce níže přibližné údaje pro tři typy žárovek s přihlédnutím k jejich spotřebě energie a vyzařovanému světelnému toku:
| Typ a výkon lampy (ve W) | Světelný tok (v Lm) | ||||
| 400 | 700 | 900 | 1200 | 1800 | |
| Žárovka | 20 | 60 | 75 | 100 | 150 |
| fluorescenční | 5-7 | 15-16 | 18-20 | 25-30 | 40-50 |
| VEDENÝ | 2-3 | 8-10 | 10-12 | 12-15 | 18-20 |
Z výše uvedených údajů lze vyvodit logický závěr: pro získání viditelného záření je ekonomičtější použít LED. Při stejném výkonu 20 W vyrábí žárovka pouze 400 W, zářivka přibližně 900 W a diodová žárovka 1800 W.
Jak vybrat správnou lampu
Pochopili jsme pojem světelný tok, což je výkon lampy v Lm. Když vyvstane úkol vybrat správnou lampu, znamená to bezpečnost pro zrakové orgány. Zde je třeba zvážit zařízení, jejichž záře způsobí minimální zátěž pro oči, zatímco vše bude jasně viditelné.
V dokumentech s hygienickými normami není předepsán světelný tok samotných lamp, ale množství vyzařované záře na m². Technicky se tato hodnota nazývá osvětlení a měří se v Lux: 1 Lux = 1 Lm/m².
Níže jsou uvedeny příklady hygienických norem podle typu prostor (GOST 55710 z roku 2013, SP 52.13330.2011, SNiP 23-05-95):
| Typ pokoje | Osvětlení | Typ pokoje | Osvětlení |
| Chodba a schodiště | 50-150 Lx | Bazén, sauna | 100 lx |
| jídelna | 200 lx | Workshop | 750 lx |
| Skříň, koupelna | 50-75 Lx | Technická místnost, sklad | 300 lx |
| Knihovna, čítárna | 300-500 Lx | Kulečník, tělocvična | 150 lx |
| Kabinet | 300 lx | školka | 200 lx |
| Obývací pokoj, ložnice | 150 lx | kuchyně | 150-200 Lx |
Se zaměřením na normy z GOST 55710-2013 stojí za zmínku samostatně dva pojmy: zóna vizuální práce a životní prostředí. První je pracovní plocha, na kterou se člověk dívá. Druhým je prostor kolem zorné zóny do 0,5 m. V této okrajové zóně může být jas osvětlení nižší, ale v souladu s normami uvedenými v dokumentu. Například v dílně kolem pracovního stolu potřebujete zorganizovat alespoň 500 luxů a v kanceláři více než 200 luxů. V případě míst, kde je požadováno 150 luxů nebo méně, by měla být okolní oblast osvětlena podobně.
Jak určit požadovaný výkon lampy v Lm
Výpočty můžete provést sami, pokud znáte typ místnosti a výšku stropu. Druhý parametr je důležitý, protože ve většině případů je stropní osvětlení organizováno. Zde jsou koeficienty přidány do hotového vzorce:
- 1,2 – ve výšce 2,7-3 m;
- 1,5 – 3,1-3,5 m;
- 2 – 3,5-4,5m.
Například je zde malá kuchyně o rozloze 8 m² a stropem ve výšce 2,7 m. Podle norem musí každý čtverec přijmout alespoň 150 lm. Při zohlednění koeficientu pro celou místnost bude zapotřebí 150 * 1,2 * 8 = 1440 Lm. V důsledku toho by nejlepší možností byla 20 W LED lampa nebo lustr s párem 75 W žárovek. Okamžitě stojí za zmínku, že kvůli odstínům se bude světelný tok LED žárovek lišit od součtu výkonů jednotlivých diod, totéž je pozorováno v případě jiných světelných zdrojů. Výstupní výsledek je vždy menší díky povrchům, které částečně absorbují energii doutnání.
Pokud potřebujete co nejpřesnější výsledky, budete potřebovat speciální luxmetr. Ale pro obytné prostory obvykle postačují jednoduché výpočty popsané v příkladu. A na základě různých hodnot luminiscence prvku a osvětlovacích zařízení se doporučuje vybrat žárovky s vyšším světelným výkonem, než jsou vypočtené.
Popis videa
V tomto videu hovoří technický odborník o světelném toku a osvětlení jednoduchými slovy:
Nejdůležitější znaky
Světelný tok je technická charakteristika osvětlovacích zařízení, která se vyjadřuje množstvím vyzařované viditelné energie.
Spotřeba energie je pouze částečně převedena na viditelný světelný tok. LED lampy zde mají nejvyšší výkon.
Chcete-li určit, které žárovky jsou potřebné pro konkrétní místnost, musíte znát standardy osvětlení v Lux. Toto je množství světelného toku na čtverec.
Součet výkonů jednotlivých svítidel v Lm a konečný světelný výkon lustrů s více žárovkami se liší díky stínidlům, která část vyzařované energie pohltí.
Jaké by mělo být osvětlení
Při plánování osvětlení musíte nejprve určit cílové osvětlení, které odpovídá normám, a vypočítat celkový světelný tok, který by měla svítidla v místnosti poskytovat.
Stanovení norem je snadné – buď hledáme svůj typ místnosti v tabulkách SanPiN 2.21 / 2.1.1 / 1278-03 “Hygienické požadavky na přirozené, umělé a kombinované osvětlení obytných a veřejných budov” a SP 52.13330.2011. 150 “Přirozené a umělé osvětlení”, nebo souhlasíme se základním požadavkem na osvětlení bytových prostor – 400lx nebo kancelářských prostor s počítači – XNUMXlx.
Hrubý odhad požadovaného světelného toku
Standardně se výpočet osvětlení provádí v programu Dialux. Ale výsledek, alespoň přibližně, musí být znám předem, aby bylo možné porovnat data s odhadem „od oka“.
Jak se píše i na Wikipedii, průměrné osvětlení povrchu je poměr světelného toku, který na něj dopadá, k ploše. Ale ve skutečné místnosti část světelného toku lampy nedosáhne pracovních rovin a zmizí na stěnách. Osvětlení v místnosti je poměr celkového světelného toku svítidel k ploše místnosti s korekčním faktorem “η”.
Podíl světla “η”, které dopadá na pracovní plochy, lze odhadnout okem. V nejobecnější aproximaci pro velmi průměrnou místnost s nějakým druhem svítidel se na pracovní plochy dostane asi polovina světla, což znamená, že pro velmi hrubý odhad lze použít koeficient η = 0,5.
Například v místnosti o ploše 20 m 2 svítidlo se světelným tokem 700 lm (odpovídá 60 W žárovce) vytvoří osvětlení E = 0,5 × 700 lm / 20 m 2 = 18 lx. A to znamená, že k dosažení standardu 150 lx potřebujete F = 700 lm × (150 lx / 18 lx) = 5800 8 lm, neboli ekvivalent 60 klasických žárovek po XNUMX W!
(Půl kilowatt žárovek pro malou místnost! Je jasné, proč jsou standardy osvětlení obytných prostor mnohem nižší než pro instituce a proč dlouho nikdo neosvětluje instituce žárovkami.)
Přesnější metoda ručního výpočtu
Ale protože místnosti mají různé stěny, různé tvary, vysoké nebo nízké stropy, korekční faktor se nemusí nutně rovnat 0,5 a je pro každý případ jiný: v praxi od 0,1 do 0,9. Vzhledem k tomu, že rozdíl mezi η = 0,3 a η = 0,6 již znamená náběh výsledků o faktor dva.
Přesnou hodnotu η je třeba převzít z tabulek faktoru využití světelného toku, vyvinutých ještě v SSSR. V plné podobě s vysvětlením tabulky uvádím v samostatném dokumentu. Zde použijeme výpis z tabulek pro nejoblíbenější případ. Pro standardní světlou místnost s odrazivostí stěn a podlahy stropu 70 %, 50 %, 30 %. A to u stropních svítidel, která svítí pod sebe a trochu do strany (tedy mají standardní, tzv. “kosinusovou” křivku svítivosti).
Tab. 1 Koeficient využití světla pro kosinusová stropní svítidla v místnosti s odrazivostí stropu, stěny a podlahy 70 %, 50 % a 30 %.
Levý sloupec tabulky obsahuje index místnosti, který se vypočítá podle vzorce:
, kde S je plocha místnosti vm 2, A a B jsou délka a šířka místnosti, h je vzdálenost mezi svítidlem a vodorovnou plochou, na které počítáme osvětlení.
Pokud nás zajímá průměrné osvětlení pracovních ploch (stolů) v místnosti o ploše 20 m 2 se stěnami 4 m a 5 m a výškou zavěšení lampy nad stoly 2 m, bude se index místnosti rovnat i = 20 m2 / ( ( 4 m + 5 m) x 2,0 m) = 1,1. Když se ujistíme, že místnost a lampy odpovídají těm, které jsou uvedeny v popisku tabulky, získáme faktor využití světelného toku 46 %. Faktor η = 0,46 je velmi blízký odhadu η = 0,5. Průměrné osvětlení pracovních ploch s celkovým světelným tokem 700lm bude 16lx a k dosažení cílové hodnoty 150lx bude zapotřebí F = 700lm × ( 150lx / 16lx ) = 6500lm.
Pokud by ale stropy v místnosti byly o půl metru vyšší a místnost nebyla „světlá“, ale „standardní“ místnost s odrazivostí stropu, stěn a podlahy 50 %, 30 % a 10 %, využití světelného toku faktor η by byl (cm . rozšířená verze tabulky) η = 0,23 a osvětlení by bylo přesně poloviční!
Kontrola výpočtů Dialux
Postavme místnost v dialuxové místnosti 4 × 5 m, výšku 2,8 m, s výškou pracovní plochy 0,8 m a stejnými koeficienty odrazu jako při ručním počítání. A zavěsíme 9 kusů malých lamp s klasickým kosinusovým diagramem každé 720lm (6480lm na kruh).
Rýže. 1 Jako příklad svítidlo Philips BWG201 se světelným tokem 720 lm a jeho klasickým „kosinusovým“ rozložením světla
Dosáhneme průměrného osvětlení pracovních ploch 150lx, jak jsme ručně odhadli? Ano, výsledek výpočtu v Dialuxu je 143 luxů (viz obr. 2) a v prázdné místnosti bez nábytku a lidské postavy – 149 luxů. V osvětlovací technice se hodnoty, které se liší o méně než 10 %, považují za stejné.
Rýže. 2 Výsledek výpočtu v dialuxu – průměrné osvětlení pracovní plochy (s bezpečnostním faktorem 1,0) bylo 143lx, což odpovídá cílové hodnotě 150lx.
Rýže. 3 Krásné obrázky, kterým lidé věří.
závěr:
Hrubý odhad pomocí primitivní metody podle vzorce E = 0.5 × F / S zabere 1 minutu času, další 3 minuty objasnění faktoru využití podle tabulek, asi 20 minut projekt v dialuxu po nějakém zaškolení a dalších 20 minut, pokud chcete „ukázat krásu“. Dialux vyrábí velmi krásné obrázky (viz obr. 3), které stojí za námahu, protože jim lidé věří. Ale z hlediska poměru efektivity a nákladů na pracovní sílu je osvětlení z ruky do ruky bezkonkurenční. Ruční počítání je jednoduché, spolehlivé a efektivní jako lopata, dává jistotu a porozumění.
