Что такое освещённость на поверхности. Понятие освещенности

Что такое освещённость на поверхности. 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).

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.

При наличии в помещении естественной подсветки уровень искусственного фона можно снижать.

Освещенность физика. Освещенность Е.

Освещенностью Е называется вели­чина потока, приходящегося на единицу поверхности: Освещенность площадки s (обозначения те же, что и на рис. 1) есть (1.7)

причем в последних двух равенствах введена сила света J по (1.4) и учтено (1.2).

Полученное выражение показывает, что освещенность, создаваемая точечным источником ( То есть источником, размеры которого малы по сравнению с расстоянием до освещенной поверхности , и поток от которого равномерен по всем направлениям. ), обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника до поверхности и прямо пропорциональна косинусу угла, составляемого направлением светового потока (осью узкого конуса, внутри которого распространяется поток) с нормалью к освещаемой поверхности. Это есть основной закон освещенности, создаваемой точечным источником (закон обратных квадратов).

Для протяженных источников мы можем разбить поверхность источников на элементарные участки (достаточно малые по срав­нению с R ) и, определив освещенность, создаваемую каждым из них по закону обратных квадратов, проинтегрировать затем по всей площади источника, приняв, конечно, во внимание зависимость силы света от направления. Зависимость освещенности от R окажется при этом более сложной. Однако при достаточно больших (по отношению к величине источника) расстояниях можно пользоваться и законом обратных квадратов, т. е. считать источник точечным. Этот упрощен­ный расчет дает практически хорошие результаты, если линейные размеры источника не превышаютрасстояния от источника до освещаемой поверхности. Так, если источником служит равномерно освещенный диск диаметром 50 см, то в точке, лежащей на нормали к центру диска, ошибка в расчете по упрощенной формуле для рас­стояния 50 см достигает приблизительно 25%, для расстояния 2 м не превышает 1,5%, а для расстояния 5 м составляет всего лишь 0,25%.

Освещенностью Е называется величина потока, приходящегося на единицу поверхности:

E = Φ / S

где Φ - сила света, а S - площадь освещаемой поверхности.

Освещенность площадки s (обозначения те же, что и на рис. 1) есть:

E = J / (R^2) * cos(θ)

где J - сила света, R - расстояние от источника до поверхности, а θ - угол, составляемый направлением светового потока с нормалью к освещаемой поверхности.

Это есть основной закон освещенности, создаваемой точечным источником (закон обратных квадратов).

Для протяженных источников мы можем разбить поверхность источника на элементарные участки (достаточно малые по сравнению с R) и, определив освещенность, создаваемую каждым из них по закону обратных квадратов, проинтегрировать затем по всей площади источника, приняв, конечно, во внимание зависимость силы света от направления.

Зависимость освещенности от R окажется при этом более сложной. Однако при достаточно больших (по отношению к величине источника) расстояниях можно пользоваться и законом обратных квадратов, т. е. считать источник точечным.

Этот упрощенный расчет дает практически хорошие результаты, если линейные размеры источника не превышают расстояния от источника до освещаемой поверхности.

Так, если источником служит равномерно освещенный диск диаметром 50 см, то в точке, лежащей на нормали к центру диска, ошибка в расчете по упрощенной формуле для расстояния 50 см достигает приблизительно 25%, для расстояния 2 м не превышает 1,5%, а для расстояния 5 м составляет всего лишь 0,25%.

Освещённость обозначение. Основные понятия в светотехнике

Свет — в физической оптике электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. В качестве диапазона, занимаемого светом, принят участок с длинами волн в вакууме от 400 нм до 780 нм

В широком смысле, используемом вне физической оптики, светом часто называют любое оптическое излучение.

Световой поток — физическая величина, характеризующая «количество» световой энергии в соответствующем потоке излучения. Чем больше световой поток светильника, тем он светит ярче.

Обозначение светового потока: F Единица измерения в Международной системе единиц (СИ): люмен (русское обозначение: Лм ; международное: lm ).

Измерение светового потока от источника света производится при помощи специальных приборов — сферических фотометров, либо фотометрических гониометров (Гониофотометр).

Освещённость — световая величина, равная отношению светового потока, падающего на малый участок поверхности, к его площади.

Обозначение освещенности: E. Единицей измерения освещённости в Международной системе единиц (СИ) служит люкс (1 люкс = 1 люмену на квадратный метр).

Исходя из названия единицы освещённости (люкс), название прибора, которым её измеряют — люксметр. Это мобильный, портативный прибор для измерения освещенности, принцип работы которого идентичен фотометру.

Как проводятся измерение освещённости?

Применение любых методов измерения освещённости невозможно без люксметра. Причём соблюдается правило: прибор всегда находится в горизонтальном положении. Его устанавливают в необходимых точках. В Госстандартах находятся схемы расположения этих точек и методы их расчётов.

До недавнего времени Россия руководствовалась ГОСТом 24940-96 соответствующим межгосударственному стандарту измерения освещенности. В 2012 году Россия ввела собственный, национальный стандарт измерения освещённости, ГОСТ Р 54944-2012. В этом ГОСТе к тем понятиям, что были раньше, добавлены: аварийное освещение, охранное освещение, рабочее освещение, резервное освещение, полуцилиндрическая освещённость, эвакуационное освещение.

Главный документ, в котором прописаны требования законов страны в отношении международных нормативов, энергетической эффективности и техники безопасности, выпущен в 2011 году под номером 52.13330.2011, это Свод правил СП или СНИП 23-05-95.

В Своде правил есть наиболее важные требования к освещенности в различных типах помещений — жилых, промышленного типа и общественных.

Наиболее часто встречаемые объекты и требуемые нормы освещенности для этих объектов по СНИП:

— Охранное освещение 0,5Лк

— Улицы сельских поселений 6Лк

— Основные улицы города районного значения 20Лк ,

— Кабинеты, офисы 300Лк

— Компьютерные залы 400Лк

— Учебные кабинеты школ 400Лк

— Групповые игральные комнаты в детских садах 400Лк

— Торговые залы продовольственных магазинов самообслуживания 400Лк (Многие ритейлы, например Мария-Ра, предъявляют свои требования к освещенности 700Лк)

— Склад напольного хранения 100Лк

— Склад стеллажного хранения 200Лк

— Цех металлообработки, сварочные цеха 200Лк

КСС — кривые силы света

КСС — это кривая силы света светильника, которая определяет угол распределения его светового потока в пространстве.

Если подключить воображение, то можно представить свет, идущий от источника света, как сферообразное облако (или облако другой формы, в зависимости от КСС), висящее над ним. Свет — это маленькие частицы, называемые фотонами. Значит, над источником света висит шарик, наполненный фотонами. И чем больше света испускает источник — тем больше шарик, тем дальше летят фотоны, толкая и вытесняя друг друга. Больше всего их летит вверх перпендикулярно плоскости светильника, поэтому максимальная сила света осветительного прибора — 90 градусов относительно горизонтальной оси.

Освещенность норма. Расчёт по световой мощности

Освещённость в помещении – частное от деления (Ф) от светильников на (S), Е = Ф / S . Тогда для установления уровня освещённости служит формула расчёта освещённости помещения: Ф = ЕxSxk . Е – норма освещённости 1 кв. м помещения из т.2 (лк), а S – площадь. Коэффициент k в обычном расчёте – 11/10 (при высоте 2,5-2,7 м). Получим мощность светового потока (лм). Далее рассчитывается подбираемое число ламп по их мощности (Лм). Просчитанную мощность светового потока в Люменах делим на величину светового потока одной выбранной лампы из табл.3.

Освещённость и высота подвеса Источник vdome.club

Зависит k от характера отражения от стен, потолка, поверхностей света в помещении (в специальных таблицах) и высоты подвешивания источника света. Если потолок и лампа повыше, то количество люксов в таблице 2 следует увеличить (по коэффициенту).

Освещение в детской комнате: как выбрать нужное

Рассчитываем по затрачиваемой мощности электричества

Метод не совсем точен, но прост в вычислении. На освещение 1 м2 поверхности усреднённо требуется 20 Вт. Площадь освещения светодиодного светильника умножаем на количество требуемых ватт. Результат и есть общая мощность. Она делится на мощность самой лампы для определения числа ламп.

Всегда следует ориентироваться на действующие нормы освещённости для жилых помещений и на маркировку ламп производителя.

Освещенность единица измерения. В каких единицах измеряется Освещенность

На единице измерения освещенности следует остановиться более подробно. Общепринятой единицей считается люкс, представляющий собой такую освещенность, когда на поверхность площадью 1 м²происходит падение светового потока в 1 люмен.

Сколько же освещенности фактически включает в себя единица измерения 1 люкс? С этой целью нужно сравнить между собой несколько стандартных параметров, основанных на человеческой физиологии, закрепленных строгими медицинскими правилами и государственными стандартами. Без их соблюдения невозможно утверждение любого строительного проекта.

Степень освещенности в 1 лк создается обычной свечой, расположенной на расстоянии 1 м от освещаемой поверхности. С помощью этого нехитрого приспособления вполне возможно с достаточно высокой точностью откалибровать самодельный измерительный прибор – люксметр.

В качестве примеров для сравнения можно взять несколько известных видов освещенности.

• Яркий солнечный свет в полдень составит 100-140 тыс. лк
• Небо без туч днем – 6200 лк
• Настольная лампа, освещающая стол – 500 лк
• Освещенность в тени в солнечный день – 430 лк
• Наступление сумерек в вечернее время – 70 лк
• Начало ночи с лунным освещением – 1,5 лк.

Источники освещения и поверхности, отражающие свет, не всегда выглядят в виде отдельно взятых точек. Если органы зрения способны различить их форму, то речь пойдет об еще одной фотометрической величине, известной как яркость. Ее физические свойства похожи на силу света, однако в данном случае это отношение не будет абсолютным. Оно соразмеряется с площадью, которую имеет отражающая или излучающая поверхность.

Яркость, как физическое понятие, является единственной фотометрической величиной, которую может нормально воспринимать человеческий глаз. Она наглядно проявляется в свойствах крупных источников света, состоящих из большого количества точечных излучателей. При условии их одинаковой яркости, общий свет большого прибора освещения будет восприниматься единым целым.

Световой поток. Определение светового потока

Световой поток - параметр, показывающий силу лучистой энергии, которая выделяется источником освещения. Распространяется поток света во все стороны, на 360°. Мощность лучистой энергии уменьшается по мере рассеивания, которое повышается при удалении от светового источника.

Оценить, как работает световой поток, просто. Достаточно вначале близко подойти к зажженной лампочке, а потом отойти от нее. Чем дальше расстояние от осветительного прибора, тем меньше освещенность пространства.

Единица измерения светового потока - Люмены. Одна единица характеризует поток, исходящий в одном телесном угле точечным источником со световой силой в 1 Кд. На лампочках и других источниках света указано количество Лм.

Мощность светового потока проверяется двумя типами оборудования:

• Фотометр сферический - оборудование в форме сферы, на которое нанесено особое покрытие, имеющее заданный коэффициент отражения, приближенный к единице. На стенке с внутренней стороны расположен фотоэлемент с особым фильтром. Для измерения лампочка или другое устройство помещается в середину фотометра. Для оценки результата полученные значения сравниваются с эталонным (идеальным) источником.
• Фотометрический гониометр применяется вместе с калиброванным люксметром. Оценивается показатель освещенности от источника по всей заданной поверхности.

Измеряется световой поток в производственных условиях. Использовать специальные приборы в простой комнате сложно. Поэтому при выборе оборудования стоит ориентироваться на заводские показатели Люменов, нанесенные на упаковке.

Законы освещенности. . Законы освещенности.

Как показывают формулы (70.1) и (70.2), величины Е и I связаны между собой.Пусть точечный источник S освещает небольшую площадку s, расположенную на расстоянии R от источника (рис. 157).Построим телесный угол W, вершина которого лежит в точке S и который опирается на края площадки s. Он равен s/R2. Поток, посылаемый источником в этот телесный угол, обозначим через Ф. Тогда сила света I=Ф/W=Ф•R2/s, освещенность E=Ф/s. Отсюда(71.1)т. е. освещенность площадки равна силе света, деленной на квадрат расстояния до точечного источника. Сравнивая освещенности площадок, расположенных на разных расстояниях R1, R2 от точечного источника, найдем E1=I/R21, E2=I/R22 и т. д., или(71.2)т. е. освещенность обратно пропорциональна квадрату расстояния от площадки до точечного источника. Это так называемый закон обратных квадратов.Если бы площадка а была расположена не перпендикулярно к оси потока, а повернута на угол а, то она имела бы размеры s=s0cosa (рис. 158), где s0 — площадка, пересекающая тот же телесный угол перпендикулярно к оси пучка, так что W=s0/R2. Мы предполагаем площадки s и s0 настолько малыми и столь удаленными от источника, что для всех точек этих площадок расстояние до источника может считаться одинаковым (R) и лучи во всех точках составляют с перпендикуляром к площадке s один и тот же угол a (угол падения). Рис. 157. Освещенность площадки s, перпендикулярной к оси светового потока, определяется силой света и расстоянием R от точечного источника S до площадки Рис. 158. Освещенность площадки s пропорциональна косинусу угла a, образуемого перпендикуляром к площадке с направлением светового потока В таком случае освещенность площадки s есть(71.3)Итак, освещенность, создаваемая точечным источником на некоторой площадке, равна силе света, умноженной на косинус угла падения света на площадку и деленной на квадрат расстояния до источника.Закон обратных квадратов соблюдается вполне строго для точечных источников. Если же размеры источника не очень малы по сравнению с расстоянием до освещаемой поверхности, то соотношение (71.1) не верно и освещенность убывает медленнее, чем по закону 1/R2; в частности, если размеры светящейся поверхности велики по сравнению с R, то освещенность практически не меняется при изменении R. Чем меньше размеры источника d по сравнению с R, тем лучше выполняется закон обратных квадратов. Так, при соотношении d/R£1/10 расчеты изменения освещенности по формуле (71.1) дают вполне хорошее согласие с наблюдением. Таким образом, закон обратных квадратов можно считать практически выполняющимся, если размеры источника не превышают 0,1 расстояния до освещаемой поверхности.Освещенность поверхности, как видно из формулы (71.3), зависит, кроме того, от угла, под которым падают на эту поверхность световые лучи.