Что такое люмен и люкс
Любой источник света можно охарактеризовать силой излучения. В международной системе она измеряется в канделах (Лд). Производной от канделы является величина, характеризующая световой поток – люмен, сокращенно – Лм. То есть, Люмен – это единица измерения светового потока.
1 — 2 величины
Какое-то количество световых лучей, измеряемых в Лм, падает на поверхность с определенной площадью, от чего она становится освещенной. Люкс – это и есть единица измерения освещенности, которая тесно связана с люменом.
Отличие же Ватта заключается в том, что он обозначает количество потребляемой энергии. Это значение показывает не число испускаемых лучей, а сколько энергии будет тратиться при работе светодиода. Например, лампочка мощностью 200 Вт потребляет больше электроэнергии, чем 100 Вт.
Обратите внимание! На современных лампах и продукции со светодиодами указывается величина испускаемого света в люменах, либо значение светоотдачи в Лм на Вт. На упаковке продукции обязательно находится информация о том, какое количество света она дает
Можно заметить, что показатель ламп накаливания равен 12 Люмен к 1 Ватту, в то время, как светодиодные устройства дают до 90 Люмен на каждый Ватт. У люминесцентных ламп максимальное освещение при потреблении энергии – 60 Лм на Вт
На упаковке продукции обязательно находится информация о том, какое количество света она дает. Можно заметить, что показатель ламп накаливания равен 12 Люмен к 1 Ватту, в то время, как светодиодные устройства дают до 90 Люмен на каждый Ватт. У люминесцентных ламп максимальное освещение при потреблении энергии – 60 Лм на Вт.
Важно! Воспользовавшись таким подходом, не всегда можно получить верные результаты, ведь даже у продукции одинакового типа с эквивалентной мощностью может быть разное соотношение. Ниже приведена таблица, где представлены точные значения перевода Ватт в люмены для лампочек:
Ниже приведена таблица, где представлены точные значения перевода Ватт в люмены для лампочек:
| Лампа накаливания, мощность в Ватт | Люминесцентная лампа, мощность в Ватт | Светодиодная лампочка, мощность в Ватт | Световой поток в люменах |
| 20 | 5–7 | 2–3 | 250 |
| 40 | 10–13 | 4–5 | 400 |
| 60 | 15–16 | 8–10 | 700 |
| 75 | 18–20 | 10–12 | 900 |
| 100 | 25–30 | 12–15 | 1200 |
| 150 | 40–50 | 18–20 | 1800 |
| 200 | 60–80 | 25–30 | 2500 |
Из таблицы следует, что светодиодная лампа со световым потоком 600 Лм не является эквивалентом лампы накаливания 60 Вт, а 1000 Лм – не эквивалент прибора освещения в 100 Вт.
Что такое освещенность и как ее связать со световым потоком
Согласно теории освещенность, которая измеряется в люксах (лк), – физическая световая величина, показывающая, какой силы равномерно распределенный световой поток падает на объект определенной площади.
Из вышесказанного очевидно, что от силы светового потока зависит освещенность объекта. Но освещенность – именно то, ради чего и создаются системы освещения. Как связать эти две величины? Ведь для практического применения той или иной лампы даже с известной величиной СП нужно знать, насколько хорошо она сможет осветить конкретный объект.
Е= Ф/S,
где:
- Е – освещенность в люксах;
- Ф – световой поток в люменах, падающий на объект заданной площади;
- S – площадь объекта в метрах квадратных.
Планируя освещение, к примеру, в офисе или квартире, обычно задаются нужной освещенностью на объекте известной площади и уже ее пересчитывают в требуемый для этого полный световой поток. Поэтому удобнее предыдущую формулу привести к виду:
Ф=Е*S.
Осталось решить два вопроса:
- Какую освещенность можно считать оптимальной.
- Как рассчитать площадь объекта.
Первая задача решается элементарно. Для этого достаточно заглянуть в нижеприведенную таблицу:
Таблица нормативов освещенности помещений различного назначения
Производственные и общественные помещения | Бытовые помещения | ||
Тип | Рекомендуемая освещенности, лк | Тип | Рекомендуемая освещенности, лк |
| Офис | 300 | Гостиная, кухня | 150 |
| Помещения для письменных и чертежных работ | 500 | Детская | 200 |
| Зал для конференций и заседаний | 200 | Санузел, квартирный коридор | 50 |
| Служебная лестница | 50-100 | Гардеробная | 75 |
| Коридор | 50-75 | Библиотека, рабочий кабинет | 300 |
| Архивное помещение | 75 | Бытовая лестница | 20 |
| Подсобное помещение, кладовая, склад | 50 | Бассейн, сауна | 100 |
Теперь по площади. Если светильник ненаправленный, а освещать нужно закрытое помещение, то достаточно в вышеприведенной формуле использовать дополнительную величину – поправочный коэффициент К, учитывающий высоту потолков:
Ф=Е*S*К,
где:
- К=1 при высоте потолка до 2.7 м;
- К=1.2 при высоте потолка 2.7-3 м;
- К=1.5 при высоте потолка 3-3.5 м;
- К=2 при высоте потолка выше 3.5 м.
Важно! Использование этой методики позволяет получить весьма приблизительный результат (которого, впрочем, в большинстве случаев достаточно), поскольку не учитывается коэффициент отражения поверхностей объекта, на который влияют цвет обоев, пола, мебели, зеркал и т.п.
В случае же с направленным светильником кроме СП придется учитывать и другие параметры, определяющие величину освещенности: телесный угол, в котором излучает лампа и расстояние от осветителя до объекта:
Ослабление – интенсивность – световой поток
Ослабление интенсивности светового потока при прохождении через раствор, очевидно, зависит от количества поглощающих свет центров, встречающихся на пути светового потока.
Ослабление интенсивности светового потока при прохождении через раствор, газ или твердое тело, очевидно, зависит от количества поглощающих свет центров, встречающихся на пути потока излучения.
Ослабление интенсивности светового потока при прохождении через раствор, очевидно, зависит от количества поглощающих свет центров на пути светового потока. Рассмотрим поглощение света раствором окрашенного соединения при условии, что состав и структура этого соединения не меняется с изменением его концентрации.
С чем связано ослабление интенсивности светового потока.
Турбидиметрия основана на измерении ослабления интенсивности светового потока I, прошедшего через пробу.
Знак минус говорит об ослаблении интенсивности светового потока.
Турбидиметрический метод основан на измерении ослабления интенсивности светового потока, прошедшего через суспендированный раствор. По технике выполнения турбидиметрическое определение не отличается от колориметрического. Степень помутнения раствора можно измерить визуально путем сравнения со стандартной шкалой. При освещении раствора со суспендированными частицами лампой дневного света чувствительность значительно повышается.
При всех методах колориметрического анализа определяется ослабление интенсивности светового потока после прохождения его через окрашенный раствор. Принято сравнивать интенсивность светового потока, проходящего через испытуемый раствор, с интенсивностью потока, проходящего через стандартный раствор известной концентрации.
В основе любого метода измерения интенсивности окраски лежит определение ослабления интенсивности светового потока ( лучше – при определенной длине волны) после прохождения через испытуемый раствор. Для этого обычно сравнивают два световых потока: один, проходящий через испытуемый раствор, а другой через определенный стандартный раствор или, по крайней мере, через растворитель.
Турбидиметрическим называют метод оптического анализа, основанный на измерении ослабления интенсивности светового потока, прошедшего через суспензию, вследствие поглощения и рассеивания светового потока суспензией.
В основе любого метода измерения оптической плотности раствора лежит определение ослабления интенсивности светового потока ( лучше-при определенной длине волны) после прохождения через испытуемый раствор. Для этого обычно сравнивают два световых потока: один, проходящий через испытуемый раствор, а другой, проходящий через определенный стандартный раствор или, по крайней мере, через растворитель.
| Оптическая схема прибора ФЭК-60.| Фотоколориметр ФЭК-60. А – основной прибор. Б – блок питания. |
Щелевая диафрагма Дд, расположенная в левом световом пучке, служит для ослабления интенсивности левого светового потока, падающего на тот же фотоэлемент.
| Рассеивание и поглощение света мутным раствором. |
Турбидиметрическим методом анализа ( турбидиметрией) называют метод, основанный на измерении ослабления интенсивности светового потока, прошедшего через раствор, содержащий твердые частицы, вследствие поглощения и рассеяния светового потока.
Светотехнические параметры и понятия. часть 1. справочная информация
Профессиональные светотехники и специалисты, работающие в области освещения, постоянно употребляют разные термины и определения, которые мало о чем говорят простому обывателю, но нужны для правильного описания цветового фона.
Чтобы было проще понимать, о чем идет речь, и что обозначают эти слова, мы подготовили список, объясняющий основные светотехнические термины и характеристики. Его не нужно учить наизусть, можно просто заходить на нужную страницу и освежать в памяти забытый параметр. Говорить «на одном языке» всегда проще.
1 — Видимое и оптическое излучение
Весь окружающий нас мир образуется видимым и оптическим излучением, сосредоточенным в полосе электромагнитных волн от 380 до 760 нм. К ней с одной стороны добавляется ультрафиолетовое излучение (УФ), а с другой инфракрасное (ИК).
УФ-лучи оказывают биологическое воздействия и применяются для уничтожения бактерий. Дозировано они используются для лечебного и оздоровительного эффектов.
ИК-лучи используются для нагрева и сушки в установках, так как в основном производят тепловое воздействие.
2 — Световой поток (Ф)
Световой поток характеризует мощность видимого излучения по воздействию на человеческое зрение. Измеряется в люменах (лм). Величина не зависит от направления. Световой поток — это самая важная характеристика источников света.
Например, лампа накаливания Е27 75 Вт имеет световой поток 935 лм, галогенная G9 на 75 Вт — 1100 лм, люминесцентная Т5 на 35 Вт — 3300 лм, металлогалогенная G12 на 70 Вт (теплая) — 5300 лм, светодиодная Е27 9,5 Вт (теплая) — 800 лм.
3 — Люмен
Люмен (лм) — это световой поток от источника света (лампы) при окружающей температуре 25°, измеренной при эталонных условиях.
4 — Освещенность (Е)
Освещенность — это отношение светового потока, подающего на элемент поверхности, к площади этого элемента. Е=Ф/А, где, А -площадь. Единица освещенности — люкс (лк).
Чаще всего нормируется горизонтальная освещенность (на горизонтальной плоскости).
Средние диапазоны освещенности: на улице при искусственном освещении от 0 до 20 лк, в помещении от 20 до 5000 лк, 0,2 лк в полнолуние в природных условиях, 5000 -10000 лк днем при облачности и до 100 000 лк в ясный день.
На картинке представлены: а – средняя освещенность на площади А, б – общая формула для расчета освещенности.
5 — Сила света (I)
Сила света — это пространственная плотность светового потока, ограниченного телесным углом. Т. е. отношение светового потока, исходящего от источника света и распространяющегося внутри малого телесного угла, содержащего рассматриваемое направление.
I=Ф/ω Единица измерения силы света — кандела (кд).
Средняя сила света лампы накаливания в 100 Вт составляет около 100 кд.
КСС (кривая силы света) — распределение силы света в пространстве, это одна из важнейших характеристик светотехнических приборов, необходимая для расчета освещения.
6 — Яркость (L)
Яркость (плотность света) — это отношение светового потока, переносимого в элементарном пучке лучей и распространяющемся в телесном угле, к площади сечения данного пучка.
L=I/A (L=I/Cosα) Единица измерения яркости — кд/м2.
Яркость связана с уровнем зрительного ощущения; распространение яркости в поле зрения (в помещении/интерьере) характеризует качество (зрительный комфорт) освещения.
В полной темноте человек реагирует на яркость в одну миллионную долю кд/м2.
Полностью светящийся потолок яркостью боле 500 кд/м2 вызывает у человека дискомфорт.
Яркость солнца примерно миллиард кд/м2, а люминесцентной лампы 5000–11000 кд/м2.
7 — Световая отдача (H)
Световая отдача источника света — это отношение светового потока лампы к ее мощности.
Η=Ф/Р Единица измерения светоотдачи — лм/Вт.
Это характеристика энергоэкономичности источника света. Лампы с высокой световой отдачей обеспечивают экономию электроэнергии. Заменяя лампу накаливания со светоотдачей 7–22 лм/Вт на люминесцентные (50–90 лм/Вт), расход электроэнергии уменьшится в 5–6 раз, а уровень освещенности останется тот же.
8 — Цветовая температура (Тц)
Цветовая температура определяет цветность источников света и цветовую тональность освещаемого пространства. При изменении температуры источника света, тональность излучаемого света меняется от красного к синему. Цветовая температура равна температуре нагретого тела (излучатель Планка, черное тело), одинакового по цвету с заданным источником света.
Единица измерения Кельвин (К) по шкале Кельвина: Т — (градусы Цельсия 273) К.
Пламя свечи — 1900 К
Лампа накаливания — 2500–3000 К
Люминесцентные лампы — 2700 — 6500 К
Солнце — 5000–6000 К
Облачное небо — 6000–7000 К
Ясный день — 10 000 — 20 000 К.
9 — Индекс цветопередачи (Ra или CRI)
Индекс цветопередачи характеризует степень воспроизведения цветов различных материалов при их освещении источником света (лампой) при сравнении с эталонным источником.
Максимальное значение индекса цветопередачи Ra =100.
Показатели цветопередачи:
Ra = 90 и более — очень хорошая (степень цветопередачи 1А)
Ra = 80–89 — очень хорошая (степень цветопередачи 1В)
Ra = 70–79 — хорошая (степень цветопередачи 2А)
Ra = 60–69 — удовлетворительная (степень цветопередачи 2В)
Ra = 40–59 — достаточная (степень цветопередачи 3)
Ra = менее 39 — низкая (степень цветопередачи 3)
Ra он же CRI — color rendering index был разработан для сравнения источников света непрерывного спектра, индекс цветопередачи которых был выше 90, поскольку ниже 90 можно иметь два источника света с одинаковым индексом цветопередачи, но с сильно различающейся передачей цвета.
Комфортное для глаза человека значение CRI = 80–100 Ra
