Il est essentiel de comprendre comment les unités de mesure "lumens" et "lux" sont correctement liées et où elles sont utilisées afin de résoudre avec succès les situations domestiques suivantes
- Déterminer et vérifier la conformité de l'éclairement dans un logement à la norme ;
- le positionnement des luminaires afin de créer la même lumière partout dans la pièce ;
- prévenir la surconsommation d'énergie par les appareils d'éclairage ;
- prévention des maladies oculaires causées par le manque de lumière et des conditions corporelles négatives dues aux perturbations des biorythmes.
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Qu'est-ce que le lumen et le lux ?
Toute source de lumière peut être décrite par l'intensité de la lumière émise. Dans le système métrique international, elle est mesurée en candela (cd). Une dérivée de la candela est la valeur qui caractérise le flux lumineux lui-même - lumen, abrégé en lm.
Important : Sur les lampes et produits modernes équipés de LED, la valeur du flux lumineux qu'ils émettent est indiquée en lumens ou la valeur du rendement lumineux en lumens par watt (lm/W).
L'efficacité lumineuse décrit concrètement l'efficacité de la conversion de l'énergie électrique en énergie lumineuse et décrit l'efficacité de la lampe. Pour obtenir uniquement des lumens, la valeur en lm/W doit être multipliée par la puissance du produit en watts. Par exemple, l'efficacité lumineuse d'une lampe à incandescence de 100 W est de 15 lm/W. Cela signifie qu'il émet théoriquement 1500 lm de lumière. En réalité, il y a toujours une perte d'efficacité lumineuse. Cela est principalement dû au matériau de la lampe elle-même.
Considérer le mouvement des ondes lumineuses dans l'espace conduit inévitablement au concept d'éclairement, car la lumière ne brille pas sur elle-même, elle est toujours dirigée vers l'extérieur de la source et rend d'autres objets visibles pour l'œil humain. Évidemment, elle tombe sur une surface donnée, ce qui l'illumine.
Le lux est une unité de mesure de l'éclairement. Si un flux lumineux de 1 lumen tombe perpendiculairement et uniformément sur une surface de superficie unitaire (1 m²), son éclairement sera de 1 lux.
La valeur absolue de l'éclairement en lux sera toujours un multiple de la valeur du lumen pour chaque source lumineuse spécifique, car leur relation est inversement proportionnelle. Plus la zone éclairée est grande, plus les caractéristiques de la lumière sont mauvaises. Ainsi, par exemple, une ampoule à incandescence de 1500 lm, placée dans un cube opaque de 1 m ² de côté, strictement au centre, c'est-à-dire à équidistance de tous ses côtés, n'éclairerait que 6 m ² (4 côtés de 1 m ², 1 inférieur + 1 supérieur). Donc l'éclairement à l'intérieur d'un tel cube serait :
1500 lm /6 m² = 250 lux.
Supposons maintenant que la même ampoule d'un lustre éclaire une pièce carrée - pour faciliter les calculs - dont la longueur des murs est de 4 mètres. Ce sera le même cube avec une surface de 16m² par face et une surface totale de 96m². L'ampoule doit être suspendue au centre de la pièce à 2 m du sol et du plafond pour un calcul propre. L'éclairement en chaque point de la pièce serait alors de :
1500 lm/96 m² = 15 625 lux.
Dans la pratique, personne ne le fait, la longueur maximale de la suspension du lustre est de 0,5 m seulement. Sur la base d'impressions visuelles, les gens auront l'impression qu'il y a plus de lumière directement sous la lampe que dans les coins de la pièce et que la petite zone au plafond au point de fixation du luminaire est mieux éclairée, à condition que le luminaire soit ouvert en haut.
Dans la maison, outre l'intensité lumineuse, les facteurs suivants influencent l'éclairement d'une surface :
- la distance par rapport à la source de lumière ;
- la position de la source lumineuse ;
- la forme de la source lumineuse ;
- angle d'incidence de la lumière (rotation et inclinaison des bases) ;
- la courbure de la surface elle-même ;
- des changements dans les caractéristiques spatiales ;
- les propriétés réfléchissantes d'une surface (par exemple, une surface en velours noir et des miroirs doivent être éclairés différemment).
Dans la pratique, les calculs théoriques sont donc inutiles et on utilise un luxmètre pour mesurer l'éclairement.
Comment convertir les lux en lumens
Cependant, si vous connaissez la valeur requise de l'éclairement en lux et la surface de la surface éclairée, vous pouvez calculer la valeur requise du flux lumineux. Vous devez savoir que ce calcul sera effectué avec de nombreuses hypothèses, car il n'est pas possible de le rendre proche d'une condition physiquement idéale. Dans ce calcul, il faut supposer que
- la source de lumière est située au centre ;
- l'éclairement est uniforme sur toute la surface, ce qui est pratiquement impossible ;
- la totalité de la surface est éclairée au même angle ;
- la surface est éclairée à l'intérieur d'une sphère mentale supposée entourer la source.
Important ! La formulation pratique du problème est beaucoup plus simple : il existe un éclairement standard en lux pour une pièce donnée, par exemple, pour un bureau - 300 lux. Combien de luminaires devez-vous placer pour la respecter ? Pour ce faire, vous devez d'abord calculer la valeur requise en lumens. Les inégalités d'éclairement inévitables peuvent être corrigées par un éclairement supplémentaire.
Pour obtenir la valeur en lumens, la valeur en lux est multipliée par la surface qui doit être éclairée.
Exemple : Supposons qu'un bureau dont la norme est de 300 lux ait des murs de 10 m de long et des plafonds de 4 m de haut. Il faut calculer les lumens minimums requis pour se conformer à la norme.
La surface du sol et du plafond sera : 10 x 10 = 100 m².
La surface de chaque mur est de : 4 x 10 = 40 m².
Théoriquement, en supposant un éclairage uniforme et une source située à équidistance de tous les points de la surface, le problème se résout comme suit :
300 lux x (4 x 40 + 100 + 100) m² = 300 x 360 = 108 000 lumens.
Si cette valeur astronomique est "convertie" en ampoules à incandescence conventionnelles de 100 W, seules... 72 pièces seraient nécessaires.
L'approche pratique serait différente. Il n'est pas nécessaire d'éclairer le plafond - les postes de travail des employés sont au rez-de-chaussée. En outre, la conception de nombreux plafonniers empêche la lumière de se propager vers le haut. Cela signifie que la surface du plafond doit être retirée du calcul :
300 lux x 260 m² = 78 000 lm.
Les downlights à LED modernes peuvent produire 5 000 lumens. Cela correspond à un total de 16 lumens (78 000/5000).
Ce nombre peut être réduit. Selon le SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03, l'éclairement doit être mesuré au-dessus des surfaces de travail ainsi qu'aux points de contrôle situés à 1 m des murs et des ouvertures d'éclairage. Il suffit de placer des luminaires au-dessus des postes de travail des employés. En diminuant mathématiquement les caractéristiques géométriques du sol de 1 m de chaque côté, on obtient
300 lx x (160 + 64)m² = 300 x 224 = 67200 lm.
Ce qui dans les luminaires de plafond serait : 14 pièces, arrondies à un nombre entier.
Valeurs lumineuses pour différents luminaires
Les exigences modernes en matière d'emballage des luminaires obligent à fournir des spécifications techniques complètes au consommateur. Il sera donc facile de trouver la valeur en lumens sous l'abréviation "lm" ou "lm". Par exemple :
- Lampe à incandescence de 100 W - 1300-1500 lm ;
- Ampoule à incandescence 60W de General Electric - 660 lm ;
- Lampe à économie d'énergie NetHaus, halogène 13W - 250 lm ;
- Lampe LED Gauss Elementary 12 W "comme pour 100 W" - 1130 lm ;
- Lampe LED 6W élémentaire Gauss "comme pour 60W" - 420 lm ;
- Lampe LED Elektrostandard LTB0201D 60 cm 18V - 1200 lm ;
- Maytoni Nastro 15W lampe de table LED - 900 lumens
- Lampe de bureau TL ECO LED 48.5W - 4530 lm (flux lumineux final après toutes les pertes).
Comme le montre le rapport entre le flux lumineux et la puissance de l'appareil, les luminaires à LED sont les plus économiques et les plus efficaces en termes d'efficacité lumineuse.
Attention. Étant donné que toutes les lampes fluorescentes compactes, tubulaires et industrielles contenant du mercure et d'autres métaux dangereux sont interdites dans la Fédération de Russie à partir du 1er janvier 2020, elles ne sont pas incluses dans la liste.
Normes d'éclairage
Le règlement sanitaire SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03 réglemente l'éclairement moyen des bâtiments, des constructions et des institutions à usage divers, ainsi que l'éclairement des gares, des routes, des passages pour piétons, des parcs et des stades.
Les normes relatives à l'éclairage artificiel des locaux d'habitation sont les suivantes :
- bureau - 300 lux ;
- chambre d'enfant - 200 lux ;
- Salons et cuisine - 150 lux ;
- vestiaire - 75 lux ;
- Salle de bains et salle d'eau - 50 lux ; couloir - 50 lux ;
- couloir - 50 lux ;
- garde-manger - 30 lux.
Dans la plupart des cas, cependant, l'éclairage des pièces et des espaces de vie est basé sur les préférences personnelles des occupants, et les normes ne sont appliquées qu'aux zones de production et de travail.
En guise de conclusion, il convient de rappeler ce qui suit :
- La valeur numérique du flux lumineux est indiquée en lumens sur l'emballage du luminaire.
- Pour obtenir la valeur d'éclairement en lux, il faut la diviser par la surface à éclairer, exprimée en mètres carrés.
- Il existe des normes sanitaires pour l'éclairement de tout type de pièce.
- Les lampes LED (diodes électroluminescentes) sont les plus économiques et les plus efficaces en termes de rendement lumineux.
