Begrijpen hoe de meeteenheden "lumen" en "lux" correct met elkaar in verband staan en waar ze worden gebruikt is essentieel om de volgende huishoudelijke situaties met succes op te lossen
- Bepaling en controle van de verlichtingssterkte in een woning op overeenstemming met de norm;
- positionering van armaturen om overal in de ruimte hetzelfde licht te creëren;
- overconsumptie van energie door verlichtingsarmaturen te voorkomen;
- preventie van oogziekten door gebrek aan licht en negatieve lichaamscondities door verstoring van het bioritme.
Inhoud
Wat is lumen en lux
Elke lichtbron kan worden beschreven aan de hand van de intensiteit van het uitgestraalde licht. In het internationale metrieke stelsel wordt dit gemeten in candela (cd). Een afgeleide van de candela is de waarde die de lichtstroom zelf karakteriseert - lumen, afgekort tot lm.
Belangrijk: Op moderne lampen en producten met leds wordt de waarde van de lichtstroom die zij uitstralen vermeld in lumen of de waarde van het lichtrendement in lumen per watt (lm/W).
Het lichtrendement beschrijft in concreto de efficiëntie van de omzetting van elektrische energie in lichtenergie en beschrijft de efficiëntie van de lamp. Om alleen lumen te verkrijgen, moet de waarde in lm/W worden vermenigvuldigd met het wattage van het product in watt. De lichtefficiëntie van een gloeilamp van 100 W is bijvoorbeeld 15 lm/W. Dit betekent dat hij theoretisch 1500 lm licht uitstraalt. In werkelijkheid is er altijd een verlies aan lichtopbrengst. Dit is voornamelijk te wijten aan het materiaal van de lamp zelf.
Het beschouwen van de beweging van lichtgolven in de ruimte leidt onvermijdelijk tot het begrip verlichtingssterkte, omdat licht niet in zichzelf schijnt, maar altijd vanuit de bron naar buiten is gericht en andere voorwerpen zichtbaar maakt voor het menselijk oog. Het is duidelijk dat het op een oppervlak van een bepaald gebied valt, waardoor het verlicht wordt.
Lux is een meeteenheid voor verlichtingssterkte. Indien een lichtstroom van 1 lumen loodrecht en gelijkmatig op een oppervlak van oppervlakte-eenheid (1 m²) valt, zal de verlichtingssterkte 1 lux bedragen.
De absolute waarde van de verlichtingssterkte in lux zal altijd een veelvoud zijn van de lumenwaarde voor elke specifieke lichtbron, omdat hun verhouding omgekeerd evenredig is. Hoe groter het verlichte gebied, hoe slechter de lichtkarakteristieken. Zo zou bijvoorbeeld een gloeilamp van 1500 lm, geplaatst in een ondoorzichtige kubus met een oppervlakte van 1 m ², strikt in het midden, d.w.z. op gelijke afstand van alle zijden, slechts 6 m ² verlichten (4 zijden van 1 m ², 1 onder + 1 boven). Dus de verlichtingssterkte binnenin zo'n kubus zou zijn:
1500 lm /6 m² = 250 lux.
Laat nu dezelfde lamp in de kroonluchter een vierkante - om de berekening te vergemakkelijken - kamer verlichten met een wandlengte van 4 m. Het zal dezelfde kubus zijn met een oppervlakte van 16m² per zijde en een totale oppervlakte van 96m². De lamp moet in het midden van de kamer worden opgehangen op 2 m van de vloer en het plafond voor een zuivere berekening. Dan zou de verlichtingssterkte op elk punt in de kamer zijn:
1500 lm/96 m² = 15.625 lux.
In de praktijk doet niemand dit, de maximale lengte van de ophanging van de kroonluchter is slechts 0,5 m. Op grond van visuele indrukken zal iemand voelen dat er direct onder de lamp meer licht is dan in hoeken van de kamer en dat het kleine gebied aan het plafond bij het bevestigingspunt van de armatuur het best verlicht is, mits de armatuur aan de bovenkant open is.
In huis beïnvloeden, naast de lichtsterkte, de volgende factoren de verlichtingssterkte van een oppervlak:
- afstand tot de lichtbron;
- de positie van de lichtbron;
- vorm van de lichtbron;
- hoek van inval van het licht (draaiing en helling van de voetstukken);
- kromming van het oppervlak zelf;
- veranderingen in de ruimtelijke kenmerken;
- reflecterende eigenschappen van een oppervlak (b.v. een zwart fluwelen oppervlak en spiegels moeten verschillend worden verlicht).
In de praktijk zijn theoretische berekeningen dus nutteloos en wordt een luxmeter gebruikt om de verlichtingssterkte te meten.
Hoe zet je lux om in lumen
Als u echter de vereiste waarde van de verlichtingssterkte in lux en de oppervlakte van het verlichte oppervlak kent, kunt u de vereiste waarde van de lumenoutput berekenen. U dient zich ervan bewust te zijn dat deze berekening met veel aannames wordt uitgevoerd, omdat het niet mogelijk is de fysisch ideale toestand te benaderen. Bij deze berekening moet worden aangenomen dat
- de lichtbron bevindt zich in het midden;
- de verlichtingssterkte uniform is over het gehele gebied, hetgeen praktisch onmogelijk is;
- wordt het hele oppervlak onder dezelfde hoek verlicht;
- het oppervlak wordt verlicht van binnen een mentale sfeer verondersteld rond de bron.
Belangrijk! De praktische formulering van het probleem is veel eenvoudiger: er is een standaard verlichtingssterkte in lux voor een bepaalde ruimte, bijvoorbeeld voor een kantoor - 300 lux. Hoeveel armaturen moet u plaatsen om daaraan te voldoen? Om dit te doen, berekent u eerst de vereiste waarde in lumen. Onvermijdelijke oneffenheden in de verlichting kunnen worden gecorrigeerd door extra verlichting.
Om de waarde in lumen te krijgen, wordt de lux-waarde vermenigvuldigd met het te verlichten oppervlak.
Voorbeeld: Laten we aannemen dat een kantoor met de norm van 300 lux 10 m lange muren en 4 m hoge plafonds heeft. Het minimumaantal lumen dat nodig is om aan de norm te voldoen, moet worden berekend.
Het vloer- en plafondoppervlak zal zijn: 10 x 10 = 100 m².
De oppervlakte van elke muur is: 4 x 10 = 40 m².
Theoretisch, uitgaande van een uniforme verlichting en een bron op gelijke afstand van alle punten op het oppervlak, wordt het probleem als volgt opgelost:
300 lux x (4 x 40 + 100 + 100) m² = 300 x 360 = 108.000 lumen.
Als deze astronomische waarde wordt "omgerekend" naar conventionele gloeilampen van 100 W, zouden er slechts... 72 stuks nodig zijn.
De praktische aanpak zou anders zijn. Het plafond hoeft helemaal niet verlicht te worden - de werkplekken van de werknemers zijn beneden. Bovendien maakt het ontwerp van veel plafondarmaturen het onmogelijk dat het licht zich naar boven verplaatst. Dit betekent dat het plafondoppervlak uit de berekening moet worden gehaald:
300 lux x 260 m² = 78.000 lm.
Moderne LED-downlights kunnen 5.000 lumen produceren. Dit komt overeen met een totaal van 16 lumen (78.000/5000).
Dit aantal kan worden verminderd. Volgens SanPiN 2.2.1/2.1.1278-03 moet de verlichtingssterkte worden gemeten boven de werkoppervlakken en op controlepunten op 1 m afstand van wanden en lichtopeningen. Het is voldoende om verlichtingsarmaturen boven de werkplek van de werknemers te plaatsen. Door de geometrische kenmerken van de vloer wiskundig te verlagen met 1 m aan elke kant, bekomen we
300 lx x (160 + 64)m² = 300 x 224 = 67200 lm.
Die in plafond armaturen zou zijn: 14 stuks, naar boven afgerond op een heel getal.
Lumenwaarden voor verschillende armaturen
Moderne verpakkingseisen voor verlichtingsarmaturen verplichten tot het verstrekken van volledige technische specificaties aan de consument. De waarde in lumen is dus gemakkelijk terug te vinden onder de afkorting "lm" of "lm". Bijvoorbeeld:
- 100 W gloeilamp - 1300-1500 lm;
- 60W gloeilamp van General Electric - 660 lm;
- NetHaus spaarlamp, halogeen 13W - 250 lm;
- Gauss Elementary 12 W LED lamp "zoals voor 100 W" - 1130 lm;
- Gauss Elementary 6W LED lamp "zoals voor 60W" - 420 lm;
- LED-lamp Elektrostandard LTB0201D 60 cm 18V - 1200 lm;
- Maytoni Nastro 15W LED tafellamp - 900 lumen
- TL ECO LED kantoorlamp 48,5W - 4530 lm (uiteindelijke lichtstroom na alle verliezen).
Zoals blijkt uit de verhouding tussen de lichtstroom en het wattage van het toestel, zijn LED-armaturen het zuinigst en het efficiëntst in termen van lichtrendement.
Waarschuwing. Aangezien alle compacte, buisvormige en industriële fluorescentielampen die kwik en andere gevaarlijke metalen bevatten in de Russische Federatie vanaf 1 januari 2020 verboden zijn, zijn deze niet in de lijst opgenomen.
Lichtnormen
De SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03 regelen de gemiddelde verlichting van gebouwen, constructies en instellingen met verschillende doeleinden, alsmede de verlichting van spoorwegstations, wegen, voetgangersoversteekplaatsen, parken en stadions.
De normen voor kunstverlichting in woongebouwen zijn als volgt:
- kantoor - 300 lux;
- kinderkamer - 200 lux;
- Woonkamers en keuken - 150 lux;
- kleedkamer - 75 lux;
- Badkamer en badkamer - 50 lux; gang - 50 lux;
- gang - 50 lux;
- voorraadkast - 30 lux.
In de meeste gevallen wordt de verlichting van kamers en woonruimten echter gebaseerd op de persoonlijke voorkeuren van de bewoners, en worden alleen normen toegepast voor productie- en werkruimten.
Bij wijze van conclusie is het goed het volgende in gedachten te houden:
- De numerieke waarde van de lichtstroom wordt op de verpakking van de armatuur vermeld in lumen.
- Om de verlichtingssterkte in lux te verkrijgen, moet deze worden gedeeld door het te verlichten oppervlak, uitgedrukt in vierkante meter.
- Er zijn hygiënische normen voor de verlichtingssterkte van elk soort ruimte.
- De meest economische en efficiënte wat lichtopbrengst betreft zijn LED (light-emitting diode) lampen.
