Zu verstehen, wie die Maßeinheiten "Lumen" und "Lux" richtig zusammenhängen und wo sie verwendet werden, ist wichtig, um die folgenden häuslichen Situationen erfolgreich zu lösen
- Bestimmung und Überprüfung der Beleuchtungsstärke in einer Wohnung auf Übereinstimmung mit der Norm;
- Positionierung der Leuchten, um überall im Raum das gleiche Licht zu erzeugen;
- Vermeidung eines übermäßigen Energieverbrauchs durch Beleuchtungskörper;
- Vorbeugung von Augenkrankheiten, die durch Lichtmangel verursacht werden, und von negativen Körperzuständen, die durch Störungen des Biorhythmus verursacht werden.
Inhalt
Was sind Lumen und Lux?
Jede Lichtquelle lässt sich durch die Intensität des ausgestrahlten Lichts beschreiben. Im internationalen metrischen System wird dies in Candela (cd) gemessen. Eine Ableitung der Candela ist der Wert, der den Lichtstrom selbst charakterisiert - Lumen, abgekürzt lm.
Das ist wichtig: Bei modernen Lampen und Produkten mit LEDs wird der Wert des von ihnen abgegebenen Lichtstroms in Lumen oder der Wert der Lichtleistung in Lumen pro Watt (lm/W) angegeben.
Die Lichtausbeute beschreibt konkret den Wirkungsgrad der Umwandlung von elektrischer Energie in Lichtenergie und beschreibt die Effizienz der Lampe. Um nur Lumen zu erhalten, muss der Wert in lm/W mit der Wattzahl des Produkts in Watt multipliziert werden. Die Lichtausbeute einer 100-W-Glühlampe beträgt zum Beispiel 15 lm/W. Dies bedeutet, dass sie theoretisch 1500 lm Licht ausstrahlt. In Wirklichkeit gibt es immer einen Verlust an Lichtausbeute. Das liegt vor allem am Material der Lampe selbst.
Die Betrachtung der Bewegung von Lichtwellen im Raum führt unweigerlich zum Begriff der Beleuchtungsstärke, denn Licht strahlt nicht in sich selbst hinein, sondern ist immer von der Quelle nach außen gerichtet und macht andere Objekte für das menschliche Auge sichtbar. Offensichtlich fällt es auf die Oberfläche eines bestimmten Bereichs, wodurch dieser beleuchtet wird.
Lux ist eine Maßeinheit für die Beleuchtungsstärke. Fällt ein Lichtstrom von 1 Lumen senkrecht und gleichmäßig auf eine Flächeneinheit (1 m²), so beträgt die Beleuchtungsstärke 1 Lux.
Der absolute Wert der Beleuchtungsstärke in Lux wird immer ein Vielfaches des Lumenwerts für jede spezifische Lichtquelle sein, da ihr Verhältnis umgekehrt proportional ist. Je größer die beleuchtete Fläche ist, desto schlechter sind die Lichteigenschaften. So würde z. B. eine Glühlampe mit 1500 lm, die in einem undurchsichtigen Würfel mit einer Fläche von 1 m² genau in der Mitte, d. h. in gleichem Abstand von allen Seiten, angebracht ist, nur 6 m² beleuchten (4 Seiten von 1 m², 1 untere + 1 obere). Die Beleuchtungsstärke im Inneren eines solchen Würfels wäre also gleich:
1500 lm /6 m² = 250 Lux.
Lassen Sie nun dieselbe Glühbirne im Kronleuchter einen quadratischen Raum - zur Vereinfachung der Berechnung - mit einer Wandlänge von 4 m beleuchten. Es handelt sich um denselben Würfel mit einer Fläche von 16 m² pro Seite und einer Gesamtfläche von 96 m². Die Glühbirne sollte in der Mitte des Raumes in einem Abstand von 2 m zum Boden und zur Decke aufgehängt werden, um eine saubere Berechnung zu ermöglichen. Dann wäre die Beleuchtungsstärke an jedem Punkt des Raumes gleich:
1500 lm/96 m² = 15.625 Lux.
In der Praxis tut dies niemand, die maximale Länge der Aufhängung des Kronleuchters beträgt nur 0,5 m. Aufgrund des visuellen Eindrucks werden die Menschen das Gefühl haben, dass direkt unter der Leuchte mehr Licht vorhanden ist als in den Ecken des Raums und dass der kleine Bereich an der Decke am Befestigungspunkt der Leuchte am besten beleuchtet ist, sofern die Leuchte nach oben hin offen ist.
In der Wohnung beeinflussen neben der Lichtstärke die folgenden Faktoren die Beleuchtungsstärke einer Fläche:
- Entfernung zur Lichtquelle;
- die Position der Lichtquelle;
- Form der Lichtquelle;
- Einfallswinkel des Lichts (Drehung und Neigung der Basen);
- die Krümmung der Oberfläche selbst;
- Veränderungen der räumlichen Merkmale;
- Reflexionseigenschaften einer Oberfläche (z. B. sollten eine schwarze Samtfläche und Spiegel unterschiedlich beleuchtet werden).
In der Praxis sind theoretische Berechnungen daher nutzlos, und die Beleuchtungsstärke wird mit einem Luxmeter gemessen.
Wie man Lux in Lumen umrechnet
Wenn Sie jedoch den erforderlichen Wert der Beleuchtungsstärke in Lux und die Fläche der beleuchteten Oberfläche kennen, können Sie den erforderlichen Wert des Lumenausstoßes berechnen. Sie sollten sich darüber im Klaren sein, dass diese Berechnung mit vielen Annahmen durchgeführt wird, da es nicht möglich ist, sie an einen physikalischen Idealzustand anzugleichen. Bei dieser Berechnung muss davon ausgegangen werden, dass
- die Lichtquelle befindet sich in der Mitte;
- die Beleuchtungsstärke auf der gesamten Fläche gleichmäßig ist, was praktisch unmöglich ist;
- die gesamte Oberfläche wird im gleichen Winkel beleuchtet;
- Die Oberfläche wird von einer geistigen Sphäre aus beleuchtet, die um die Quelle herum angenommen wird.
Wichtig! Die praktische Formulierung des Problems ist viel einfacher: Es gibt eine Standardbeleuchtungsstärke in Lux für einen bestimmten Raum, zum Beispiel für ein Büro - 300 Lux. Wie viele Leuchten müssen Sie aufstellen, um dieses Ziel zu erreichen? Dazu berechnen Sie zunächst den gewünschten Wert in Lumen. Unvermeidbare Unebenheiten in der Beleuchtung können durch zusätzliche Beleuchtung korrigiert werden.
Um den Wert in Lumen zu erhalten, wird der Lux-Wert mit der Fläche multipliziert, die beleuchtet werden soll.
Beispiel: Nehmen wir an, ein Büro mit der Norm von 300 Lux hat 10 m lange Wände und 4 m hohe Decken. Die zur Einhaltung der Norm erforderliche Mindesthelligkeit muss berechnet werden.
Die Boden- und Deckenfläche wird sein: 10 x 10 = 100 m².
Die Fläche jeder Wand beträgt: 4 x 10 = 40 m².
Theoretisch wird das Problem unter der Annahme einer gleichmäßigen Beleuchtung und einer Quelle, die von allen Punkten der Oberfläche gleich weit entfernt ist, wie folgt gelöst:
300 Lux x (4 x 40 + 100 + 100) m² = 300 x 360 = 108.000 Lumen.
Wenn man diesen astronomischen Wert in herkömmliche 100-W-Glühbirnen "umrechnet", wären nur 72 Stück erforderlich.
Der praktische Ansatz wäre ein anderer. Die Decke muss nicht beleuchtet werden, da sich die Arbeitsplätze der Mitarbeiter im Erdgeschoss befinden. Außerdem ist es bei vielen Deckenleuchten konstruktionsbedingt nicht möglich, das Licht nach oben zu leiten. Dies bedeutet, dass die Deckenfläche aus der Berechnung herausgenommen werden muss:
300 Lux x 260 m² = 78.000 lm.
Moderne LED-Downlights können 5.000 Lumen erzeugen. Dies entspricht einer Gesamthelligkeit von 16 Lumen (78.000/5000).
Diese Zahl kann verringert werden. Nach SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03 ist die Beleuchtungsstärke über Arbeitsflächen sowie an Kontrollpunkten in 1 m Abstand von Wänden und Lichtöffnungen zu messen. Es reicht aus, die Beleuchtungskörper über den Arbeitsplätzen der Beschäftigten anzubringen. Wenn man die geometrischen Merkmale des Bodens mathematisch um 1 m auf jeder Seite verringert, erhält man
300 lx x (160 + 64)m² = 300 x 224 = 67200 lm.
Was bei Deckenleuchten der Fall wäre: 14 Stück, aufgerundet auf eine ganze Zahl.
Lumenwerte für verschiedene Leuchten
Moderne Anforderungen an die Verpackung von Leuchten verpflichten dazu, dem Verbraucher vollständige technische Angaben zu machen. Es ist daher einfach, den Wert in Lumen unter der Abkürzung "lm" oder "lm" zu finden. Zum Beispiel:
- 100-W-Glühlampe - 1300-1500 lm;
- 60W Glühbirne von General Electric - 660 lm;
- NetHaus Energiesparlampe, Halogen 13W - 250 lm;
- Gauss Elementary 12 W LED-Lampe "wie für 100 W" - 1130 lm;
- Gauss Elementary 6W LED-Lampe "wie für 60W" - 420 lm;
- LED-Lampe Elektrostandard LTB0201D 60 cm 18V - 1200 lm;
- Maytoni Nastro 15W LED-Tischlampe - 900 Lumen
- TL ECO LED-Büroleuchte 48,5W - 4530 lm (Endlichtstrom nach allen Verlusten).
Wie aus dem Verhältnis von Lichtstrom zu Wattleistung des Geräts hervorgeht, sind LED-Leuchten die wirtschaftlichsten und effizientesten in Bezug auf die Lichtausbeute.
Warnung. Da alle Kompakt-, Röhren- und Industrie-Leuchtstofflampen, die Quecksilber und andere gefährliche Metalle enthalten, in der Russischen Föderation ab dem 1. Januar 2020 verboten sind, sind sie nicht in der Liste enthalten.
Leichte Normen
Die Sanitätsvorschriften SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03 regeln die durchschnittliche Beleuchtung von Gebäuden, Bauten und Einrichtungen verschiedener Zweckbestimmung sowie die Beleuchtung von Bahnhöfen, Straßen, Fußgängerüberwegen, Parks und Stadien.
Die Normen für die künstliche Beleuchtung in Wohnräumen lauten wie folgt:
- Büro - 300 Lux;
- Kinderzimmer - 200 Lux;
- Wohnräume und Küche - 150 Lux;
- Umkleideraum - 75 Lux;
- Badezimmer und Bad - 50 Lux; Korridor - 50 Lux;
- Korridor - 50 Lux;
- Speisekammer - 30 Lux.
In den meisten Fällen richtet sich die Beleuchtung von Räumen und Wohnbereichen jedoch nach den persönlichen Vorlieben der Bewohner, und Normen werden nur für Produktions- und Arbeitsbereiche angewandt.
Abschließend sei auf Folgendes hingewiesen:
- Der numerische Wert des Lichtstroms ist auf der Verpackung der Leuchte in Lumen angegeben.
- Um den Wert der Beleuchtungsstärke in Lux zu erhalten, muss er durch die zu beleuchtende Fläche, ausgedrückt in Quadratmetern, geteilt werden.
- Für die Beleuchtungsstärke von Räumen aller Art gibt es sanitäre Normen.
- Die sparsamsten und effizientesten in Bezug auf die Lichtleistung sind LED-Lampen (Licht emittierende Dioden).
