Compreender como as unidades de medida "lúmens" e "lux" estão correctamente relacionadas e onde são utilizadas é essencial para resolver com sucesso as seguintes situações domésticas
- Determinação e verificação da iluminação de uma habitação para o cumprimento da norma;
- posicionamento das luminárias a fim de criar a mesma luz em qualquer parte da sala;
- prevenção do consumo excessivo de energia através da iluminação de luminárias;
- prevenção de doenças oculares causadas pela falta de luz e condições corporais negativas causadas por perturbações no biorritmo.
Conteúdo
O que é lúmen e lux
Qualquer fonte de luz pode ser descrita pela intensidade da luz emitida. No sistema métrico internacional isto é medido em candela (cd). Um derivado da candela é o valor que caracteriza o próprio fluxo luminoso - lúmen, abreviado para lm.
Importante: Nas lâmpadas e produtos modernos com LEDs, o valor do fluxo luminoso que emitem é indicado em lúmenes ou o valor da saída de luz em lúmenes por watt (lm/W).
A eficácia luminosa em termos concretos descreve a eficiência da conversão da energia eléctrica em energia luminosa e descreve a eficiência da lâmpada. Para obter apenas lúmenes, o valor em lm/W deve ser multiplicado pela potência do produto em watts. Por exemplo, a eficácia luminosa de uma lâmpada incandescente de 100 W é de 15 lm/W. Isto significa que, teoricamente, emite 1500 lm de luz. Na realidade, há sempre uma perda na eficácia luminosa. Isto deve-se principalmente ao material da própria lâmpada.
Considerando o movimento das ondas de luz no espaço conduz inevitavelmente ao conceito de iluminação, porque a luz não brilha em si mesma, é sempre dirigida para fora da fonte e torna outros objectos visíveis ao olho humano. Obviamente, cai sobre uma superfície de uma determinada área, tornando-a iluminada.
Lux é uma unidade de medida de iluminação. Se um fluxo luminoso de 1 lúmen cair perpendicularmente e uniformemente sobre uma superfície de área unitária (1 m²), a sua luminosidade será de 1 lux.
O valor absoluto da iluminação em lux será sempre um múltiplo do valor de lúmen para cada fonte de luz específica, porque a sua relação é inversamente proporcional. Quanto maior for a área iluminada, piores serão as características da luz. Assim, por exemplo, uma lâmpada incandescente de 1500 lm, colocada num cubo opaco com 1 m ² de superfície facial, estritamente no centro, ou seja, equidistante de todos os seus lados, iluminaria apenas 6 m ² (4 lados de 1 m ², 1 inferior + 1 superior). Assim, a iluminação dentro de um tal cubo seria:
1500 lm /6 m² = 250 lux.
Agora deixe a mesma lâmpada no candelabro iluminar um quadrado - para facilidade de cálculo - espaço com um comprimento de parede de 4 m. Será o mesmo cubo com uma área de 16m² por face e uma área total de 96m². A lâmpada deve ser suspensa no centro da sala a 2m do chão e do tecto para um cálculo limpo. A iluminação em cada ponto da sala seria, então, a iluminação:
1500 lm/96 m² = 15,625 lux.
Na prática ninguém faz isto, o comprimento máximo da suspensão do lustre é de apenas 0,5 m. Com base nas impressões visuais, uma pessoa sentirá que há mais luz directamente debaixo da lâmpada do que nos cantos da sala e que a pequena área no tecto no ponto de montagem da luminária é melhor iluminada, desde que a luminária esteja aberta na parte superior.
Em casa, para além da intensidade luminosa, os seguintes factores influenciam a luminosidade de uma superfície:
- distância até à fonte de luz;
- a posição da fonte luminosa;
- forma da fonte de luz;
- ângulo de incidência da luz (rotação e inclinação das bases);
- curvatura da própria superfície;
- alterações nas características espaciais;
- propriedades reflectoras de uma superfície (por exemplo, uma superfície de veludo preto e espelhos devem ser iluminados de forma diferente).
Na prática, portanto, os cálculos teóricos são inúteis e um luxímetro é utilizado para medir a iluminação.
Como converter lux em lúmenes
Contudo, se souber o valor requerido de iluminação em lux e área de superfície iluminada, pode calcular o valor requerido de saída de lúmen. Deve estar ciente de que este cálculo será feito com muitos pressupostos, porque não é possível aproximá-lo de uma condição física ideal. Neste cálculo deve ser assumido que
- a fonte de luz está localizada no centro;
- a iluminação é uniforme em toda a área, o que é praticamente impossível;
- toda a área de superfície é iluminada no mesmo ângulo;
- a superfície é iluminada a partir de dentro de uma esfera mental assumida em torno da fonte.
Importante! A formulação prática do problema é muito mais simples: existe uma iluminação padrão em lux para uma determinada sala, por exemplo, para um escritório - 300 lux. Quantas luminárias precisa de colocar para se encontrar com ela? Para o fazer, calcula-se primeiro o valor requerido em lúmens. Os desníveis inevitáveis de iluminação podem ser corrigidos através de iluminação adicional.
Para obter o valor em lúmens, o valor de lux é multiplicado pela área que precisa de ser iluminada.
Exemplo: Vamos assumir que um escritório com a norma de 300 lux tem paredes de 10 m de comprimento e tectos de 4 m de altura. Os lúmenes mínimos necessários para cumprir a norma devem ser calculados.
A área do chão e do tecto será: 10 x 10 = 100 m².
A área de cada parede é: 4 x 10 = 40 m².
Teoricamente, assumindo uma iluminação uniforme e uma fonte localizada equidistante de todos os pontos da superfície, o problema é resolvido da seguinte forma:
300 lux x (4 x 40 + 100 + 100) m² = 300 x 360 = 108.000 lúmenes.
Se este valor astronómico for "convertido" em lâmpadas incandescentes convencionais de 100W, só seriam necessárias... 72 peças.
A abordagem prática seria diferente. Não há qualquer necessidade de acender o tecto - os locais de trabalho dos empregados estão lá em baixo. Além disso, o desenho de muitas luminárias de tecto torna impossível que a luz viaje para cima. Isto significa que a área do tecto tem de ser retirada do cálculo:
300 lux x 260 m² = 78.000 lm.
As downlights LED modernas podem produzir 5.000 lúmenes. Isto corresponde a um total de 16 lúmenes (78.000/5000).
Este número pode ser reduzido. De acordo com SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03, a iluminação deve ser medida acima das superfícies de trabalho, bem como em pontos de controlo a 1 m de distância de paredes e aberturas de luz. É suficiente colocar aparelhos de iluminação acima dos locais de trabalho dos empregados. Diminuindo matematicamente as características geométricas do chão em 1 m de cada lado, obtemos
300 lx x (160 + 64)m² = 300 x 224 = 67200 lm.
Que em luminárias de tecto seria: 14 peças, arredondadas a um número inteiro.
Valores de lúmen para diferentes luminárias
Os requisitos modernos de embalagem para luminárias obrigam a dar especificações técnicas completas ao consumidor. Será portanto fácil encontrar o valor em lúmens sob a abreviatura "lm" ou "lm". Por exemplo:
- Lâmpada incandescente de 100 W - 1300-1500 lm;
- Lâmpada incandescente de 60W da General Electric - 660 lm;
- NetHaus lâmpada economizadora de energia, halogéneo 13W - 250 lm;
- Lâmpada LED Gauss Elementar 12 W "como para 100 W" - 1130 lm;
- Gauss Elementary 6W lâmpada LED "como para 60W" - 420 lm;
- Lâmpada LED Elektrostandard LTB0201D 60 cm 18V - 1200 lm;
- Candeeiro de mesa Maytoni Nastro 15W LED - 900 lúmenes
- TL ECO LED de escritório 48,5W - 4530 lm (fluxo luminoso final após todas as perdas).
Como se pode ver pela relação entre o fluxo luminoso e a potência do dispositivo, as luminárias LED são as mais económicas e mais eficientes em termos de eficácia luminosa.
Advertência. Como todas as lâmpadas fluorescentes compactas, tubulares e industriais contendo mercúrio e outros metais perigosos são proibidas na Federação Russa a partir de 1 de Janeiro de 2020, não estão incluídas na lista.
Padrões de luz
Regulamentos Sanitários SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03 regulam a iluminação média de edifícios, construções e instituições de diversos fins, bem como a iluminação de estações ferroviárias, estradas, passagens pedonais, parques e estádios.
As normas para a iluminação artificial em instalações residenciais são as seguintes:
- escritório - 300 lux;
- quarto das crianças - 200 lux;
- Salas de estar e cozinha - 150 lux;
- camarim - 75 lux;
- Casa de banho e casa de banho - 50 lux; corredor - 50 lux;
- corredor - 50 lux;
- despensa - 30 lux.
Na maioria dos casos, contudo, a iluminação dos quartos e áreas de estar baseia-se nas preferências pessoais dos ocupantes, e as normas são aplicadas apenas às áreas de produção e de trabalho.
Como conclusão, vale a pena recordar o seguinte:
- O valor numérico do fluxo luminoso é indicado na embalagem da luminária em lúmens.
- Para obter o valor de iluminação em lux, este deve ser dividido pela área a ser iluminada, expressa em metros quadrados.
- Existem normas sanitárias para a iluminação de qualquer tipo de sala.
- As mais económicas e eficientes em termos de produção de luz são as lâmpadas LED (díodos emissores de luz).
