Hogyan alakítsuk át a lumeneket luxba

A "lumen" és a "lux" mértékegységek helyes viszonyának és használatuk helyének megértése elengedhetetlen a következő hazai helyzetek sikeres megoldásához

• A lakás megvilágítottságának meghatározása és ellenőrzése a szabványnak való megfelelés érdekében;
• a lámpatestek elhelyezése annak érdekében, hogy a helyiségben bárhol azonos fényt tudjanak létrehozni;
• a világítótestek túlzott energiafogyasztásának megelőzése;
• a fényhiány okozta szembetegségek és a bioritmuszavarok okozta negatív testi állapotok megelőzése.

Mi a lumen és a lux

Bármely fényforrás leírható a kibocsátott fény intenzitásával. A nemzetközi metrikus rendszerben ezt candelában (cd) mérik. A candela származéka az az érték, amely magát a fényáramot - lumen, rövidítve lm - jellemzi.

Fontos: A modern lámpákon és a LED-ekkel ellátott termékeken az általuk kibocsátott fényáram értékét lumenben vagy a fénykibocsátás értékét lumen/wattban (lm/W) adják meg.

A fényhasznosítás konkrétan az elektromos energia fényenergiává történő átalakításának hatékonyságát írja le, és a lámpa hatásfokát jellemzi. Ahhoz, hogy csak lumeneket kapjunk, az lm/W-ben megadott értéket meg kell szorozni a termék wattban megadott teljesítményével. Például egy 100 W-os izzólámpa fényhasznosítása 15 lm/W. Ez azt jelenti, hogy elméletileg 1500 lm fényt bocsát ki. A valóságban mindig van veszteség a fényerősségben. Ez elsősorban magának a lámpa anyagának köszönhető.

A fényhullámok térbeli mozgásának figyelembevétele elkerülhetetlenül elvezet a megvilágítás fogalmához, mivel a fény nem önmagába világít, hanem mindig a forrásból kifelé irányul, és más tárgyakat tesz láthatóvá az emberi szem számára. Nyilvánvaló, hogy egy bizonyos terület felületére esik, és így megvilágítja azt.

A lux a megvilágítás mértékegysége. Ha 1 lumen fényáram merőlegesen és egyenletesen esik egy egységnyi területű felületre (1 m²), akkor a megvilágítás 1 lux lesz.

A fényerősség abszolút értéke luxban kifejezve mindig a lumen érték többszöröse lesz minden egyes fényforrás esetében, mivel a kettő kapcsolata fordítottan arányos. Minél nagyobb a megvilágított terület, annál rosszabbak a fényjellemzők. Így például egy 1500 lm-es izzólámpa, amelyet egy 1 m² felületű, átlátszatlan kockába helyezünk, szigorúan a közepén, azaz minden oldalától egyenlő távolságra, csak 6 m²-t világítana meg (4 1 m²-es oldal, 1 alsó + 1 felső). Egy ilyen kocka belsejében a megvilágítás tehát a következő lenne:

1500 lm /6 m² = 250 lux.

Ugyanez az izzó egy csillárban világítson meg egy négyzet alakú - a számítások megkönnyítése érdekében - 4 m hosszúságú falú szobát. Ez ugyanaz a kocka lesz, oldalanként 16m² területtel és 96m² teljes területtel. A tiszta számítás érdekében az izzót a szoba közepén, a padlótól és a mennyezettől 2 m-re kell felfüggeszteni. Ekkor a megvilágítás a szoba minden egyes pontján a következő:

1500 lm/96 m² = 15,625 lux.

A gyakorlatban ezt senki sem teszi meg, a csillár felfüggesztésének maximális hossza mindössze 0,5 m. A vizuális benyomások alapján az emberek úgy fogják érezni, hogy közvetlenül a lámpa alatt több fény van, mint a szoba sarkaiban, és hogy a mennyezeten a lámpatest rögzítési pontjánál lévő kis területet világítják meg a legjobban, feltéve, hogy a lámpatest felül nyitott.

A lakásban a fényerősségen kívül a következő tényezők befolyásolják egy felület megvilágítottságát:

• távolság a fényforrástól;
• a fényforrás helyzete;
• a fényforrás alakja;
• a fény beesési szöge (a bázisok elfordulása és dőlése);
• maga a felület görbülete;
• a térbeli jellemzők változásai;
• egy felület fényvisszaverő tulajdonságai (pl. egy fekete bársonyfelületet és a tükröket másképp kell megvilágítani).

A gyakorlatban ezért az elméleti számítások használhatatlanok, és a megvilágítás mérésére egy fényerősség-mérőt használnak.

Hogyan alakítsuk át a luxot lumenbe

Ha azonban ismeri a megvilágítás kívánt értékét luxban és a megvilágított felület területét, akkor kiszámíthatja a szükséges fényáram értékét. Tisztában kell lennie azzal, hogy ez a számítás sok feltételezéssel történik, mivel nem lehet közelíteni a fizikailag ideális állapothoz. Ebben a számításban azt kell feltételezni, hogy

• a fényforrás középen helyezkedik el;
• a megvilágítás egyenletes az egész területen, ami gyakorlatilag lehetetlen;
• a teljes felületet azonos szögben világítják meg;
• a felületet a forrás körül feltételezett mentális gömbön belülről világítják meg.

Fontos! A probléma gyakorlati megfogalmazása sokkal egyszerűbb: egy adott helyiségben, például egy irodában 300 luxban kifejezett szabványos megvilágítási erő van. Hány lámpatestet kell elhelyeznie, hogy megfeleljen ennek? Ehhez először ki kell számítani a szükséges értéket lumenben. A megvilágítás elkerülhetetlen egyenetlenségei további megvilágítással korrigálhatók.

A lumenben kifejezett érték kiszámításához a lux értéket meg kell szorozni a megvilágítandó területtel.

Példa: Tegyük fel, hogy egy 300 lux normájú irodának 10 m hosszú falai és 4 m magas mennyezete van. Ki kell számítani a szabványnak való megfeleléshez szükséges minimális lumenszámot.

A padló és a mennyezet területe: 10 x 10 = 100 m².
Az egyes falak területe: 4 x 10 = 40 m².
Elméletileg, egyenletes megvilágítást és a felület minden pontjától egyenlő távolságra lévő forrást feltételezve, a probléma megoldása a következő:
300 lux x (4 x 40 + 100 + 100) m² = 300 x 360 = 108 000 lumen.
Ha ezt a csillagászati értéket "átszámítjuk" hagyományos 100 W-os izzókra, akkor mindössze... 72 darabra lenne szükség.

A gyakorlati megközelítés más lenne. A mennyezetet egyáltalán nem kell megvilágítani - a dolgozók munkahelyei a földszinten vannak. Továbbá sok mennyezeti lámpatest kialakítása lehetetlenné teszi, hogy a fény felfelé terjedjen. Ez azt jelenti, hogy a mennyezeti területet ki kell venni a számításból:

300 lux x 260 m² = 78 000 lm.

A modern LED-es downlightok 5000 lumen fényerőt képesek produkálni. Ez összesen 16 lumen (78 000/5000) fényerőnek felel meg.

Ez a szám csökkenthető. A SanPiN 2.2.1/2.1.1.1.1278-03 szerint a megvilágítást a munkafelületek felett, valamint a falak és a fénynyílásoktól 1 m-re lévő ellenőrző pontokon kell mérni. Elég, ha a világítótesteket a munkavállalók munkahelye fölött helyezik el. A padló geometriai jellemzőit matematikailag mindkét oldalon 1 m-rel csökkentve a következőket kapjuk

300 lx x (160 + 64)m² = 300 x 224 = 67200 lm.
Ami a mennyezeti lámpatestekben a következő lenne: 14 darab, egész számra kerekítve.

Lumen értékek különböző lámpatestekhez

A lámpatestek modern csomagolási követelményei arra kötelezik a fogyasztót, hogy teljes műszaki leírást adjon. Ezért az "lm" vagy "lm" rövidítés alatt könnyen megtalálhatja a lumenben kifejezett értéket. Például:

• 100 W-os izzólámpa - 1300-1500 lm;
• 60W-os izzó a General Electric-től - 660 lm;
• NetHaus energiatakarékos lámpa, halogén 13W - 250 lm;
• Gauss Elementary 12 W-os LED-lámpa "mint 100 W" - 1130 lm;
• Gauss Elementary 6W LED lámpa "mint 60W" - 420 lm;
• LED lámpa Elektrostandard LTB0201D 60 cm 18V - 1200 lm;
• Maytoni Nastro 15W LED-es asztali lámpa - 900 lumenes
• TL ECO LED irodai lámpa 48,5W - 4530 lm (végső fényáram minden veszteség után).

Amint az a készülék fényáramának és teljesítményének arányából látható, a LED-es lámpatestek a leggazdaságosabbak és a leghatékonyabbak a fényhasznosítás szempontjából.

Figyelmeztetés. Mivel az Orosz Föderációban 2020. január 1-jétől tilos a higanyt és más veszélyes fémeket tartalmazó kompakt, csöves és ipari fénycsövek használata, ezek nem szerepelnek a listán.

Fényszabványok

A SanPiN 2.2.1/2.1.1.1.1278-03 egészségügyi szabályzat szabályozza a különböző rendeltetésű épületek, építmények és intézmények átlagos megvilágítását, valamint a vasútállomások, utak, gyalogátkelőhelyek, parkok és stadionok megvilágítását.

A lakóhelyiségek mesterséges megvilágítására vonatkozó normák a következők:

• iroda - 300 lux;
• gyerekszoba - 200 lux;
• Nappali és konyha - 150 lux;
• öltöző - 75 lux;
• Fürdőszoba és fürdőszoba - 50 lux; folyosó - 50 lux;
• folyosó - 50 lux;
• éléskamra - 30 lux.

A legtöbb esetben azonban a szobák és a lakóterek megvilágítása a lakók személyes preferenciáin alapul, és csak a termelési és munkaterületeken alkalmazzák a normális megvilágítást.

Végezetül érdemes megjegyezni a következőket:

1. A fényáram számértékét a lámpatest csomagolásán lumenben adják meg.
2. A luxban kifejezett megvilágítási értékhez azt el kell osztani a megvilágítandó területtel, négyzetméterben kifejezve.
3. Bármilyen típusú helyiség megvilágítására vannak egészségügyi szabványok.
4. A leggazdaságosabb és a fénykibocsátás szempontjából leghatékonyabbak a LED (fénykibocsátó dióda) lámpák.

Kapcsolódó cikkek: