Entender cómo se relacionan correctamente las unidades de medida "lúmenes" y "lux" y dónde se utilizan es esencial para resolver con éxito las siguientes situaciones domésticas
- Determinación y comprobación de la iluminancia en una vivienda para el cumplimiento de la norma;
- posicionamiento de las luminarias para crear la misma luz en cualquier lugar de la sala;
- evitar el consumo excesivo de energía por parte de las luminarias;
- prevención de las enfermedades oculares causadas por la falta de luz y de las condiciones corporales negativas provocadas por las alteraciones de los biorritmos.
Contenido
Qué es el lumen y el lux
Cualquier fuente de luz puede describirse por la intensidad de la luz emitida. En el sistema métrico internacional se mide en candelas (cd). Una derivación de la candela es el valor que caracteriza el flujo luminoso propiamente dicho: el lumen, abreviado como lm.
Es importante: En las lámparas y productos modernos con LED, el valor del flujo luminoso que emiten se indica en lúmenes o el valor de la potencia luminosa en lúmenes por vatio (lm/W).
La eficacia luminosa describe concretamente la eficiencia de la conversión de energía eléctrica en energía luminosa y describe la eficiencia de la lámpara. Para obtener sólo lúmenes, el valor en lm/W debe multiplicarse por la potencia del producto en vatios. Por ejemplo, la eficacia luminosa de una lámpara incandescente de 100 W es de 15 lm/W. Esto significa que teóricamente emite 1500 lm de luz. En realidad, siempre hay una pérdida de eficacia luminosa. Esto se debe principalmente al material de la propia lámpara.
La consideración del movimiento de las ondas luminosas en el espacio conduce inevitablemente al concepto de iluminancia, ya que la luz no brilla en sí misma, sino que se dirige siempre hacia el exterior de la fuente y hace visibles otros objetos para el ojo humano. Obviamente, cae sobre la superficie de una zona determinada, haciendo que se ilumine.
El lux es una unidad de medida de la iluminancia. Si un flujo luminoso de 1 lumen cae perpendicularmente y de manera uniforme sobre una superficie de área unitaria (1 m²), su iluminancia será de 1 lux.
El valor absoluto de la iluminancia en lux siempre será un múltiplo del valor del lumen para cada fuente de luz específica, porque su relación es inversamente proporcional. Cuanto mayor sea la zona iluminada, peores serán las características de la luz. Así, por ejemplo, una bombilla incandescente de 1500 lm, colocada en un cubo opaco de 1 m ² de superficie, estrictamente en el centro, es decir, equidistante de todos sus lados, iluminaría sólo 6 m ² (4 lados de 1 m ², 1 inferior + 1 superior). Así que la iluminancia dentro de dicho cubo sería:
1500 lm /6 m² = 250 lux.
Ahora dejemos que la misma bombilla de la araña ilumine una habitación cuadrada -para facilitar el cálculo- con una longitud de pared de 4 m. Será el mismo cubo con una superficie de 16m² por cara y una superficie total de 96m². La bombilla debe estar suspendida en el centro de la habitación a 2 m del suelo y del techo para que el cálculo sea limpio. Entonces la iluminancia en cada punto de la sala sería:
1500 lm/96 m² = 15.625 lux.
En la práctica nadie lo hace, la longitud máxima de la suspensión de la araña es de sólo 0,5 m. Basándose en las impresiones visuales, una persona sentirá que hay más luz directamente bajo la lámpara que en las esquinas de la habitación y que la pequeña zona del techo en el punto de montaje de la luminaria está mejor iluminada, siempre que la luminaria esté abierta en la parte superior.
En el hogar, además de la intensidad luminosa, los siguientes factores influyen en la iluminancia de una superficie:
- distancia a la fuente de luz;
- la posición de la fuente de luz;
- forma de la fuente de luz;
- ángulo de incidencia de la luz (rotación e inclinación de las bases);
- curvatura de la propia superficie;
- cambios en las características espaciales;
- las propiedades de reflexión de una superficie (por ejemplo, una superficie de terciopelo negro y los espejos deben iluminarse de forma diferente).
En la práctica, por tanto, los cálculos teóricos son inútiles y se utiliza un luxómetro para medir la iluminancia.
Cómo convertir los lux en lúmenes
Sin embargo, si se conoce el valor requerido de iluminancia en lux y el área de la superficie iluminada, se puede calcular el valor requerido de salida de lúmenes. Hay que tener en cuenta que este cálculo se hará con muchas suposiciones, ya que no es posible acercarse a una condición físicamente ideal. En este cálculo hay que suponer que
- la fuente de luz se encuentra en el centro;
- la iluminancia es uniforme en toda la zona, lo que es prácticamente imposible;
- toda la superficie se ilumina con el mismo ángulo;
- la superficie se ilumina desde el interior de una esfera mental supuesta alrededor de la fuente.
¡Importante! La formulación práctica del problema es mucho más sencilla: existe una iluminancia estándar en lux para una sala concreta, por ejemplo, para una oficina: 300 lux. ¿Cuántas luminarias hay que colocar para cumplirlo? Para ello, primero hay que calcular el valor necesario en lúmenes. Los desniveles inevitables de la iluminación pueden corregirse con una iluminación adicional.
Para obtener el valor en lúmenes, se multiplica el valor de lux por la superficie que hay que iluminar.
Ejemplo: Supongamos que una oficina con la norma de 300 lux tiene paredes de 10 m de largo y techos de 4 m de alto. Hay que calcular los lúmenes mínimos necesarios para cumplir la norma.
La superficie del suelo y del techo será: 10 x 10 = 100 m².
El área de cada pared es: 4 x 10 = 40 m².
Teóricamente, suponiendo una iluminación uniforme y una fuente situada equidistante de todos los puntos de la superficie, el problema se resuelve como sigue:
300 lux x (4 x 40 + 100 + 100) m² = 300 x 360 = 108.000 lúmenes.
Si este valor astronómico se "convierte" en bombillas incandescentes convencionales de 100W, sólo se necesitarían... 72 piezas.
El enfoque práctico sería diferente. No es necesario iluminar el techo, ya que los puestos de trabajo de los empleados están abajo. Además, el diseño de muchas luminarias de techo impide que la luz se desplace hacia arriba. Esto significa que la superficie del techo tiene que ser eliminada del cálculo:
300 lux x 260 m² = 78.000 lm.
Los modernos downlights LED pueden producir 5.000 lúmenes. Esto corresponde a un total de 16 lúmenes (78.000/5000).
Este número puede reducirse. Según la norma SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03, la iluminancia se medirá por encima de las superficies de trabajo, así como en puntos de control situados a 1 metro de distancia de las paredes y de las aberturas de luz. Basta con colocar las luminarias encima de los puestos de trabajo de los empleados. Disminuyendo matemáticamente las características geométricas del suelo en 1 m a cada lado, obtenemos
300 lx x (160 + 64)m² = 300 x 224 = 67200 lm.
Que en las luminarias de techo sería: 14 piezas, redondeadas a un número entero.
Valores lumínicos para diferentes luminarias
Los modernos requisitos de embalaje de las luminarias obligan a ofrecer al consumidor todas las especificaciones técnicas. Por lo tanto, será fácil encontrar el valor en lúmenes bajo la abreviatura "lm" o "lm". Por ejemplo:
- Bombilla incandescente de 100 W - 1300-1500 lm;
- Bombilla incandescente de 60W de General Electric - 660 lm;
- Lámpara de ahorro de energía NetHaus, halógena 13W - 250 lm;
- Lámpara LED elemental de 12 W "como para 100 W" - 1130 lm;
- Lámpara LED Gauss Elementary 6W "como para 60W" - 420 lm;
- Lámpara LED Elektrostandard LTB0201D 60 cm 18V - 1200 lm;
- Maytoni Nastro 15W LED lámpara de mesa - 900 lúmenes
- Lámpara LED de oficina TL ECO 48,5W - 4530 lm (flujo luminoso final después de todas las pérdidas).
Como se desprende de la relación entre el flujo luminoso y la potencia del aparato, las luminarias LED son las más económicas y eficientes en términos de eficacia luminosa.
Advertencia. Como todas las lámparas fluorescentes compactas, tubulares e industriales que contienen mercurio y otros metales peligrosos están prohibidas en la Federación Rusa a partir del 1 de enero de 2020, no se incluyen en la lista.
Estándares de luz
El Reglamento SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03 regula la iluminación media de los edificios, construcciones e instituciones de diversos fines, así como la iluminación de las estaciones de ferrocarril, carreteras, pasos de peatones, parques y estadios.
Las normas de iluminación artificial en los locales residenciales son las siguientes:
- oficina - 300 lux;
- habitación infantil - 200 lux;
- Salones y cocina - 150 lux;
- vestidor - 75 lux;
- Baño y aseo - 50 lux; pasillo - 50 lux;
- pasillo - 50 lux;
- despensa - 30 lux.
Sin embargo, en la mayoría de los casos, la iluminación de las habitaciones y zonas de estar se basa en las preferencias personales de los ocupantes, y las normas se aplican sólo a las zonas de producción y trabajo.
Como conclusión, conviene recordar lo siguiente:
- El valor numérico del flujo luminoso se indica en el embalaje de la luminaria en lúmenes.
- Para obtener el valor de la iluminancia en lux, hay que dividirlo por la superficie a iluminar, expresada en metros cuadrados.
- Existen normas sanitarias para la iluminancia de cualquier tipo de habitación.
- Las más económicas y eficientes en términos de producción de luz son las lámparas LED (diodos emisores de luz).
