Меню

Что такое яркость освещения



Основные светотехнические понятия: световой поток, освещенность и яркость.

Свет, падающий на поверхность нашей планеты Земля от Солнца, является источником жизни для всех ее живых организмов. Солнечные лучи, распространяясь со скоростью 300000 км/ч., оказывают следующие воздействия на окружающую среду:

  • участие в фотосинтезе;
  • видимый свет;
  • тепло ;
  • обеззараживание;
  • облучение.

Исходя из этого естественный свет — это лучистая энергия в виде электромагнитных волн, обладающих разными свойствами в зависимости от их общего показателя, которым является длина. Длина излучений измеряется в нанометрах (0,000000001 м) и варьируется для инфракрасных волн от 700 до 10000 нм., видимых человеческому глазу 400-750 нм., ультрафиолетовых — 10-370 нм. и рентгеновских 0,00001-10 нм.

Для человеческого глаза наиболее оптимальной считается длина видимых электромагнитных колебаний от 500 до 600 нм., хуже воспринимаются красные и фиолетовые лучи, а инфракрасные и ультрафиолетовые ощущаются только по нагреву и загару кожного покрова.

С развитием науки и техники человечество научилось создавать искусственные источники всех разновидностей электромагнитных волн, используемых в разных отраслях промышленности и сельского хозяйства и других сферах деятельности. Рассмотрим основные светотехнические понятия, раскрывающие все характеристики источников света.

Что такое световой поток?

Световой поток — это мощность видимого излучения источника электромагнитных волн, которое ощущает человеческий глаз. Обозначается буквой Ф и измеряется в люменах (лм).

Поток лучей света, отдаляясь от источника, в пространстве распространяется неравномерно, теряя свою плотность. Эту пространственную лучистую плотность светового потока характеризует такое понятие как сила света I (измеряется в канделах – кд.), которое определяется из отношения светового потока Ф к телесному углу ω.

Чтобы разобраться, как эти величины взаимосвязаны друг с другом обратимся к рисунку.

Если взять точечный источник света 0, который будет светить в пространстве, то будет находиться внутри освещенного шара. Теперь представим, что световой поток Ф будет распространяться на выбранный участок сферы площадью S, в результате образуется конус, стороной которого будет являться радиус шара. Этот пространственный угол, являющийся вершиной конуса, и является телесным и определяется, как отношение площади S к квадрату радиуса сферы.

Единицей телесного угла является стерадиан (ср), который образует на поверхности светящегося шара площадь, равную по значению квадрату его радиуса.

Освещенность

Освещенность характеризует то, как количественно изменяется плотность светового потока источника света в пространстве, лучи которого падают на любые поверхности, удаленные на разные расстояния от места излучения. Определяется отношением светового потока Ф к освещаемой поверхности S:

Снова обратимся к рисунку!

Итак, возьмем также точечный источник света А, сила света Iα светового потока которого направлена на участок площадью S какой-либо поверхности. Расстояние между источником света А и площадью равно l. В итоге образуется конус с наклоном, с углом α между направлением силы света Iα и стороной конуса и пространственным углом ω. Тогда:

ω=S*cosα/l 2 и вычисляем Ф= Iα *S*cosα/l 2 .

Определяем освещенность элемента по следующему выражению:

Таким образом, освещенность определяется силой света расстоянием до освещаемой поверхности, т.е. чем дальше находится предмет от источника видимого излучения, тем меньше на него попадает света!

Единица освещенности называется люксом и обозначается как (лк).

Яркость

При попадании светового потока на поверхность какого-либо предмета, то он частично поглощается, а другая его часть отражается, создавая зрительное восприятие этого предмета на расстоянии. Если два освещенных объекта темного и светлого цвета разместить на одном и том же расстоянии от человеческого глаза, то лучше будет виден светлый объект, то есть он лучше отражает световой поток источника света. Для сравнения, где будет светлее, в комнате со светло-зелеными или темно-коричневыми обоями при одинаковой освещенности? Конечно же, в комнате со светло-зеленым покрытием стен.

Таким образом, под яркостью освещаемой поверхности понимают то количество отраженной силы света относительно глаза наблюдателя, которое будет зависеть от окраски и отражающих свойств этой поверхности.

Читайте также:  Макияж для дневного освещения

Яркость обозначается буквой L и равна отношению силы света к площади проекции освещаемой поверхности:

Как видно из формулы, яркость измеряется в кандела на один квадратный метр (кд/м2).

Данная формула справедлива в том случае, если глаз наблюдателя находится под углом 90 градусов к отражающей поверхности, так как тогда угол между падающим и отражающим углом составит 0 градусов, а cos0=1!

Если освещаемая поверхность будет рассматриваться человеческим глазом под некоторым углом а, то он увидит площадь проекции этой поверхности на плоскость, находящуюся под углом 90° по направлению к наблюдающему, тогда яркость будет равна:

Также термин яркость используется и для источников света, имеющих излучающие поверхности различных форм. Так, например, если взять лампу накаливания с колбой в форме шара, то проекция излучения в пространстве будет в виде круга с площадью πD2/4. Для цилиндрических ламп (газоразрядные) проекция представляет собой множество прямоугольников, которые вычисляются как произведение длины и ширины, а в данном случае умножения диаметра колбы на ее длину.

Источник

Основные светотехнические понятия и их практическое применение

существует множество электромагнитных волн параметрами: рентгеновские лучи, γ-лучи, микроволновое излучение . (см. рис. 1). Природа всех электромагнитных волн одинакова, отличаются они лишь длиной волны (или частотой). этого многообразия человеческий глаз воспринимает только узкий интервал волн нм, вызывающий зрительные ощущения. Электромагнитное излучение, сосредоточенное диапазоне, называется светом. Благодаря свету получать информацию нас мире посредством зрения.

Рис. 1 Многообразие электромагнитных волн

Чувствительность глаза длинах волн видимого диапазона неодинакова так называемой кривой относительной спектральной световой эффективности излучениия (см. рис. 2).

Рис. 2. Кривая относительной спектральной световой эффективности излучения

Максимум кривой лежит области спектра волны 555 нм. Это значит, что глаз наиболее чувствителен длине волны.
Для оценки количественных параметров света введена система световых величин , которая построена кривой относительной спектральной световой эффективности излучения, , глаза длинах волн.
Рассмотрим основные величины этой системы , какое значение они имеют светотехнике.
Для начала остановимся , относящихся очередь, света приборам. Это такие величины, как световой поток, сила света силы света, КПД, световая отдача, цветовая температура, индекс цветопередачи, коэффициент пульсаций светового потока.
Общее количество света, которое излучается источником света, называется световым потоком (измеряется — лм). Другими словами, это мощность излучения диапазоне, оцениваемая воздействию .
источники света используются осветительного прибора (светильника). При этом световой поток оказывается ниже, чем источника света. Причина потери системе светильника. Поэтому говорят полезного действия — КПД, который показывает отношение светового потока светильника потоку источника света. КПД является важнейшим показателем эффективности оптической системы светильника.
световой поток является одним параметров, источников света обязательно приводят его каталогах материалах. Однако потребителю зачастую важнее знать поток системы «световой прибор + источник света», ситуация этого параметра однозначна. Следует различать два направления развития осветительной техники: традиционные ламповые приборы . Для традиционных светильников световой поток , поскольку такой подход является некорректным. Это связано , что лампа сменный элемент, его частью. светильнике могут быть применены лампы, имеющие разный световой поток. Это приводит , что световой поток светильника может различаться , какая лампа применяется. Поэтому производители традиционных светильников приводят КПД (см. рис. 3). Зная поток лампы , определить поток светильника.

Рис. 3 Технические параметры традиционных приборов уличного освещения данных, приведённых светильников GALAD

приборах светодиоды интегрируются производства частью, поэтому ничто приводить материалах световой поток светильника (см. рис. 4).

Рис. 4 Технические параметры светодиодных приборов уличного освещения данных, приведённых светильников GALAD

Интересная ситуация сложилась относительно КПД светодиодных светильников. принимается равным 100%, хотя это . Поскольку некоторая доля света светодиодов случае теряется: при прохождении через защитное стекло, оптике, могут быть факторы, определяемые конструктивными особенностями прибора. Если производитель настаивает , что КПД его светильников деле близок %, следует насторожиться, ведь случаев это .
вышесказанного возникает резонный вопрос, если КПД светильников всегда меньше 100%, вообще нужен световой прибор? источники света самостоятельно, получая при этом больше света? Дело , что одной функцией осветительного прибора является перераспределение светового потока света . Распределение светового потока характеризуется кривой силы света — КСС. Говоря бытовым языком, кривая силы света показывает, направлении свет более интенсивный, — менее интенсивный. силы света можно объяснить как поток направлении. Сила света измеряется — кд. Строго говоря, распределение потока определяется фотометрическим телом, — это сечение фотометрического тела определённой плоскостью (см. рис. 5).

Читайте также:  Исследование производственного освещения лабораторная работа

Рис. 5. Вид фотометрического тела , характерный для светильников дорожного освещения

Свет лампы распространяется стороны равномерно, задач необходимо, чтобы свет падал плоскость. Тот свет, который плоскость, оказывается бесполезным. Поэтому для максимальной концентрации света месте необходимо специальное светораспределение, которое обеспечивается благодаря отражателю светового прибора. Например, для дорожного освещения максимально эффективно работает тип КСС, представленный . выше. светодиодных светильников ситуация похожая, только свет перераспределяется вторичной оптики (см. рис. 6).
Таким образом, получается выгоднее применять источник света светильника, теряя световой поток, более эффективное его распределение. КСС одна основных характеристик, которая зачастую определяет целесообразность применения прибора для освещения данного типа объектов.

Рис. 6. Формирование КСС ламповых светильников уличного освещения

Для оценки целесообразности применения того или иного светильника важно знать, насколько эффективно расходуется электроэнергия при его работе. есть параметр, который называется световая отдача. Это отношение светового потока мощности, другими словами, сколько люмен получается электроэнергии. Данный параметр имеет непосредственное отношение света, ведь сам процесс преобразования электроэнергии происходит именно . Светильник такой функции , поэтому применение этого термина пор считалось некорректным. Однако потребителю важно сравнивать, насколько один светильник эффективнее другого потребления электроэнергии. Поэтому время прижилось понятие «световая отдача светильника».
Светильники света конкурируют количества света, качеству. Объективными показателями качества света являются: индекс цветопередачи, цветовая температура пульсации светового потока.
Индекс цветопередачи ( CRI) показывает, насколько источник света хорошо передаёт цвета объектов источниками света. источник света принимается, например, солнечный свет. Наш глаз видит объекты, потому что отраженный свет попадает . Поэтому этих объектов зависит (см. рис. 7). Невооруженным глазом можно заметить, что при освещении предметов разными типами ламп, передача цвета будет существенно отличаться. Максимальное значение эталонных источников света принимается равным 100.
Цветовая температура (измеряется , К), смысле означает оттенок белого света, который излучает источник. Цветовая температура 3500К соответствует тёплому оттенку белого света, нейтральному оттенку, 6000 холодному.

Рис. 7. Освещение объекта разными типами источников света

Коэффициент пульсации светового потока показывает, насколько сильно будет заметно мерцание лампы светильника. источников света, работающих ПРА, величина светового потока меняется частотой силы тока. частота переменного тока равна 50 Гц, следовательно, световой поток ламп пульсирует 100 раз (см. рис. 8). Электронный ПРА обеспечивает работу ламп высоких частотах, снижает коэффициент пульсации. Светодиоды тоже могут иметь пульсации потока, что определяется параметрами питания. Глаз такое мерцание, может влиять глаз, организма человека.

Рис. 8. Пульсация светового потока разрядных ламп, работающих ПРА

Указанные параметры качества света наиболее важно учитывать освещении. Например, для офисов залов .13330.2011 регламентируется значение 80. Для улиц этот показатель , поскольку значимым. Всё дело , что происходит абсолютно разная зрительная работа. необходимо хорошо различать мелкие детали объектов, этого важно качество света. достаточно различать крупные объекты, чтобы ориентироваться , этого высокое качество света . , распространено освещение светильниками лампами высокого давления, индекс цветопередачи которых Ra = 20, этого вполне достаточно (см. рис. 9).

Рис. 9. Освещение автомагистрали, выполненное светильников лампами высокого давления GALAD ЖКУ15 Сириус. Натриевые лампы высокого давления дают белый свет характерного оранжевого оттенка = 20

Рассмотрим другие светотехнические понятия, которые применимы поверхностям. относятся: освещённость, яркость, равномерность распределения яркости .
Освещённость — это величина светового потока, приходящаяся площади освещаемой поверхности. Единица люкс (лк). , освещённость характеризует количество света .
Для понимания, какое значение освещённости является высоким, — низким, можно привести следующие характерные примеры:
— освещённость Луны Земли зимой Москвы 0,5 лк;
— прямая освещённость день Москвы может достигать более 10 000 лк;
— нормируемая освещённость столе — 500 лк;
— нормируемая освещённость — 30 лк.
Яркость поверхности. Далее физическое определение яркости, ненаучным языком объясняется суть этого параметра. Количество света определяется освещённостью. Однако, глаз видит предмет упавшего, отражённого света. Свет, упавший , может отражаться : , может отражаться сильнее или слабее, что зависит материала, , отразиться направлениях интенсивностью. Поэтому введено понятие яркости, которая представляет собой количество света, попавшего наблюдателя площади освещённой поверхности. Глаз человека реагирует именно . Единицы кд/м2. случаях, когда материал предмета отражает свет неравномерно направлениях, яркость зависит взгляда . случаях освещённость прямой зависимостью. Если взять лист обычной матовой бумаги, углом , одинаково светлым, поскольку яркость его направлениям одинакова. полированную металлическую поверхность, практически весь падающий свет отражается сторону, , что при её рассмотрении углов меняется её яркость (см. рис. 10).

Читайте также:  Освещение солнечными лучами 9 букв

Рис. 10. Пример объектов, обладающих разными отражающими свойствами. яркость предмета взгляда , яркость предмета зависит взгляда

нормах освещения объектов основной регламентируемой величиной является освещённость рабочей поверхности внутри помещений. Хотя глаз, как было отмечено, реагирует , , нормируется именно освещённость, она значительно проще рассчитывается . Однако нормирования дорожного освещения положена яркость. Это связано , что для современных дорожных покрытий яркость степени зависит падения, зависимости между яркостью нет, что осуществлять нормирование .
Также ограничивается слепящее действие, которая создаёт осветительная установка, зрительное неудобство, возникающее при наличии зрения ярких источников. Это характеристика качества освещения. Для общественных зданий для этих целей вводится показатель дискомфорта M, — показатель ослеплённости P, — пороговый коэффициент приращения яркости TI. Слепящее действие осветительной установки может причинять дискомфортные ощущения, контраст объекта , снижая видимость объектов.
Слепящее действие осветительной установки зависит факторов, среди которых основными являются: расположение светильников относительно линии зрения . То, насколько сильное слепящее действие будет оказывать светильник, определяется его конструктивными особенностями. Установлено, что дорожного освещения слепящее действие зависит силы света углов? 75?, что очередь определяется оптической системой светильника (см. рис. 11). Поэтому эта часть КСС должна быть ограничена. При этом яркость дорожного полотна степени определяется формой КСС углов 80?. Поэтому для создания действительно эффективной КСС для дорожного непростая инженерная задача. светильников GALAD (Просмотреть каталог), понимая исключительную важность такого подхода, традиционно при разработке светильников уделяет особое внимание именно оптической системе, ведь зависит эффективность КСС светильника.

Рис. 11. Характерная КСС светильника для дорожного освещения

Что касается светильников для освещения интерьеров, время всё более ярко выражена тенденция использования светодиодных светильников сфере. Такой подход оправдывает себя зрения энергоэффективности, однако многие светильники, представленные , обладают высокой габаритной яркостью (это яркость видимой светящейся поверхности светильника). Связано это , что светодиоды являются очень яркими источниками света, даже при наличии матовых рассеивателей снизить этот показатель уровня. специальной оптики нецелесообразно зрения стоимости светильника. Зачастую меры габаритной яркости путём применения хорошо рассеивающих свет материалов, приводят заодно снижению световой отдачи прибора, поэтому здесь важно соблюдать баланс. светильников GALAD решает этот вопрос комплектации светильников большим количеством светодиодов меньшей мощности (, малой яркости). Это позволяет получать низкую габаритную яркость светильника высокую равномерность яркости светящей поверхности, что выгодно отличает эти модели светодиодных светильников.
. 12 прибор яркой поверхностью высокой габаритной яркостью, светильник GALAD Кайро premio, отличающийся более высокой равномерностью яркости значением габаритной яркости. зрения внешнего вида, светильник слева больше подходит для технических помещений, для классчического офисного освещения.

Рис. 12. Светильники равномерностью яркости светящейся поверхности

Итак, основные светотехнические параметры. Основная цель, которую при подготовке статьи, заключается , чтобы описать простым языком, объяснить значение. , что статья будет полезна тем, кто начинает свою деятельность светотехники.

Источник