Что такое Люмен и Люкс
Сила света, которую излучает осветительный прибор – это важная характеристика. В международной системе для этой цели используются канделы (Кд), ее производным является единица измерения, которая характеризует световую мощность – Люмен (Лм). Эта величина указывается на упаковке современных источников света.
Светопоток зависит от светоотдачи, последнее значение показывает эффективность трансформации электроэнергии в световую. Световая отдача измеряется в Лм/Вт, чтобы вычислить количество Люмен, нужно провести расчеты по такой формуле: Люмен = Лм/Вт х мощность (Вт). К примеру, световая отдача лампы накала на 100 Вт равна 15 Лм Вт: 100 х 15 = 1500 Люмен.
Часто потребители путают Люмены и Люксы, однако различие между ними есть: первая величина показывает световую мощность, а вторая – освещенность. То есть, Лк отличается от Лм тем, что он показывает соотношение светового потока, который падает на небольшой участок поверхности, к его площади. Чтобы узнать, сколько равен 1 Люкс, нужно провести расчеты по такой формуле: 1 Люкс = 1 Люмен/1м².
Яркость света в Люксах всегда кратно меньше световой мощности в Люменах для каждой отдельной лампы. Чем больше поверхность, тем меньше количество света, которое на нее падает. К примеру, лампу накала в 1500 Люмен поместить в центре непрозрачного куба, общая площадь которого 6 м² (4 грани по 1 м², нижняя и верхняя сторона). Освещенность будет составлять: 1500 Лм/6 м² = 250 Лк.
Потом этот прибор помещают в комнату с общей площадью – 96 м² (учитывается площадь всех поверхностей). Тогда уровень освещенности будет составлять: 1500 Лм/96 м² = 15.625 Лк.
Во втором случае наблюдается явный недостаток света, особенно по углам комнаты.
Яркость света поверхности зависит не только от световой силы, но и от таких факторов:
- расстояние до лампочки;
- размещение осветительного элемента, его поворот и наклон;
- форма светильника;
- искривленность поверхности;
- отражающие качества объекта (к примеру, темные матовые и зеркальные поверхности нужно освещать по-разному).
Чтобы избежать ошибок во время вычисления освещенности, лучше воспользоваться люксметром (прибор для определения яркости света).
Конвертер единиц
Общий световой поток, создаваемый изотропным источником с интенсивностью света одной свечи, составляет 4pi, просвет.
Кандела (запись: cd, cd) mdash, единица интенсивности света в SI (от латинских кандела, свечей).
Количество канделей показывает, сколько света излучает лампу в одном направлении, в которой она сияет сильнее всего.
Одна кандела mdash, яркость в определенном направлении от источника монохроматического излучения на частоте 540 1012 Гц (555 нм, зеленая) с интенсивностью излучения в направлении, равном 1/683 Вт, в пространственном угле одного стерадиона.
Калькулятор для перевода люменов в канделябр
Пересчет производится по формуле: Fv = I * 2pi, (1-cos (α,)), где Fv — световой поток Yv — интенсивность света alpha, — угол полусвета
Введите угол и интенсивность света (световой ток) для расчета.
Обратите внимание, что результаты расчетов зависят от оптических параметров светодиода и приблизительного результата!
Мощность излучения, световая энергия (Вт) и светопропускание (люмены)
Важным параметром для оценки энергоэффективности светодиодного излучателя является соотношение между излучаемой мощностью и мощностью, выделяемой в виде тепла.
Известно, что свет, излучаемый светодиодом, имеет определенную энергию и энергия света зависит от длины волны.
Однако интенсивность света не соизмерима с энергией светового излучения, но зависит от чувствительности человеческого глаза. Другими словами, сила света — это сила света, доступная человеческому глазу. Чтобы преобразовать излучаемую энергию (Watts) в световой поток (люмены), вам необходимо знать длину волны излучения и кривую чувствительности человека.
Трудно догадаться, что для этого монохроматического излучения эта задача легко решена, для белого светодиода необходимо знать спектр его излучения и выполнять довольно сложную интеграцию.
Формула для расчета света поток в энергию излучения
Оптик
включить питание Fv = 100 lumnov, W
Интенсивность света при P = 1 Вт, lm
Единица действия просвет (знак: lm, lm) — единица измерения светового потока в SI.
Число люменов указывает, сколько света испускает точку источник света во всех направлениях. Чем больше число люменов, тем больше света.
Один маяк равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, с интенсивностью света, равной свечам, в твердом одном стерадианном (1 лм = 1 кд · ср).
Общий световой поток, генерируемый изотропным источником с интенсивностью света одной свечи, составляет 4p просвета.
Единица действия Кандела (метка: cd, cd) — единица измерения интенсивности света в SI (от латинских кандел, свечей).
Количество кандел указывает, сколько света излучает прожектор источник света в одном направлении, в котором он сияет сильнее всего.
Одна кандела — яркость в заданном направлении от источника монохроматического излучения на частоте 54 Гц х 1013 (555 нм, зеленая) с интенсивностью излучения в направлении, равном 1/683 Вт, в пространственном угле одного стерадиона.
Калькулятор для перевода люменов в канделябр
Расчет основан на формуле: Fv = I · 2π (1-cos (α))
где мы имеем: Fv — световой поток Yv — интенсивность света α — полувыражение угла
Введите угол и интенсивность света (световой ток) для расчета.
Обратите внимание, что результаты расчетов зависят от оптических параметров светодиода и получают приблизительный результат!
Световой поток различных источников света
Даны сравнительные параметры некоторых источников света, значения могут варьироваться в зависимости от конкретного случая
| Тип источника света | Световой поток (просвет) | Сила света (канделябры) | лм / ватт |
| Лампа накаливания 40 Вт | 415 | 35 | 10 |
| 100 Вт лампа накаливания | 1550 | 1300 | 15 |
| Люминесцентная лампа 40 Вт | 2500 | 2200 | 60 |
| 35 Вт (ксенон с оптической головкой) | 3000 | 15000 | 90 |
| LED Cree XLamp XP-L 6W | 1226 | 550 | 200 |
Мощность излучения, отношение света к свету
Достаточно важным параметром для оценки энергоэффективности светодиодной электроники является соотношение между мощностью излучаемых кристаллов и мощностью, выделяемой в виде тепла.
Известно, что свет, излучаемый полупроводниковым светодиодом, имеет определенную энергию и энергия света зависит от длины волны.
В то же время интенсивность света не линейно пропорциональна энергии света, а зависит от чувствительности рецепторов человеческого глаза.
Светодиодное освещение
Светодиодный светильник — один из наиболее популярных видов приборов для освещения.
Цветовая температура ламп накаливания светодиодов представлена такими оттенками:
- теплый белый (Warm White) — до 3300 К;
- натуральный белый (Natural White) — до 5000 К;
- холодный белый (Cold White или Cool White) — более 5000 К.
Характеристики температуры диодов являются определяющим фактором при выборе сферы их использования. Они применяются для освещения улиц, подсветки рекламных щитов и осветительного оборудования для автомобиля.
К преимуществам холодного света можно отнести контрастность, благодаря которой он находит широкое применение в освещении затемненных территорий. Такие светодиодные лампы могут распространять свет на большие расстояния, поэтому их часто используют в освещении дорог.
Светодиоды, излучающие теплое свечение, используются в основном для освещения небольших территорий. Световой поток теплых и нейтральных тонов создает нужный эффект при пасмурной и дождливой погоде. Наличие атмосферных осадков оказывает влияние на излучение холодного света, в то время как теплый свет не претерпевает какого-либо существенного искажения при дождливой или снежной погоде.
Особенность теплого свечения светодиодных ламп заключается в том, что они позволяют четко увидеть как освещаемый предмет, так и окружающую его территорию. Благодаря такой специфике теплая гамма эффективно применяется при подводном освещении.
Цветопередача светодиодных ламп имеет свои особенности: холодные оттенки свечения неправильно передают цвета окружающих вещей. Такой свет создает резкость и яркость, что негативно отражается на зрении. Теплый цвет свечения более благотворно влияет на глаза.
Свечение энергосберегающих ламп характеризуется теплой цветовой гаммой. Они близки к естественным источникам света, благодаря этому их хорошо использовать, чтобы освещать жилища.
Нормы освещения жилых помещений
На рекомендуемое количество света влияет назначение жилого помещения. Например, для освещения жилых комнат (гостиные, спальни и так далее) и рабочих комнат рекомендуемое количество света составляет 150 и 300 люкс соответственно, тогда как для освещения лестницы между квартирами будет достаточно 20 люкс. Нормы освещения жилых помещений следующие (согласно СНиП):
| Тип объекта | Рекомендуемое количество света |
| Жилые комнаты (в том числе гостиные, спальни, комнаты общежитий и так далее) | 150 лк. |
| Кухни различных типов (обычные кухни, кухни-столовые, кухни-ниши и так далее) | 150 лк. |
| Детские комнаты | 200 лк. |
| Рабочие кабинеты и библиотеки | 300 лк. |
| Холлы и коридоры между комнатами в пределах одной квартиры | 50 лк. |
| Кладовые и подсобные помещения | 300 лк. |
| Гардеробные | 75 лк. |
| Сауны, раздевалки и бассейны | 100 лк. |
| Тренажерный зал | 150 лк. |
| Бильярдная | 300 лк. |
| Ванные и уборные комнаты (в том числе — санузлы, душевые кабинки и так далее) | 50 лк. |
| Комната консьержа | 150 лк. |
| Лестницы между квартирами | 20 лк |
| Коридоры между квартирами в пределах одного здания, а также вестибюли и холлы | 30 лк. |
| Комнаты, где хранятся коляски и велосипеды | 30 лк. |
| Технические помещения (тепловые пункты, насосные станции, электрощитовые, машинные помещения лифтов и так далее) | 20 лк. |
| Проходы технических этажей, подвалов и чердаков | 20 лк. |
| Лифтовые шахты | 5 лк. |
Нормы освещенности жилых помещений — правила, СНиП, советы, пример расчета
Ученые утверждают, что порядка 90% информации об окружающем мире мы получаем посредством глаз
Поэтому очень важно, чтобы помещения, в которых мы живем, были хорошо освещены. Но какие существуют нормы освещенности жилых помещений? Какие законы регулируют освещенность? И как самостоятельно произвести расчеты? Ниже мы узнаем ответы на эти вопросы
Законодательная база
Все нормы освещения жилых помещений и цехов закреплены в специальном документе СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». В этом документе указано, какое количество количество света необходимо для освещения тех или иных объектов.
Следует понимать, что СНиП 23-05-95 является документов общего значения, поэтому в нем зафиксированы нормы освещения не только жилых, но и нежилых помещений (например, административные здания, склады, учебные заведения и так далее). Также при создании освещения жилых зданий в факультативном порядке могут учитываться европейские стандарты.
Единицы измерений и таблица ламп
В качестве основного показателя для измерения количества света в помещении используется физическое понятие освещённости.
Единица измерения освещенности светового потока — люкс. 1 люкс равен световому потоку мощностью 1 люмен, который падает на 1 квадратный метр площади.
Нормы освещения жилых помещений
На рекомендуемое количество света влияет назначение жилого помещения. Например, для освещения жилых комнат (гостиные, спальни и так далее) и рабочих комнат рекомендуемое количество света составляет 150 и 300 люкс соответственно, тогда как для освещения лестницы между квартирами будет достаточно 20 люкс. Нормы освещения жилых помещений следующие (согласно СНиП):
Пример расчетов
Давайте теперь попробуем самостоятельно рассчитать оптимальное количество света в своем жилом помещении:
- Допустим, у нас имеется спальная комната, размер которой составляет 16 квадратных метров, а в качестве светильника используется потолочная люстра. Смотрим во вторую таблицу — рекомендуемое количество света составляет 150 люкс. Вспоминаем, что 150 люкс — это количество света в расчете на 1 квадратный метр. Поэтому необходимо умножить 150 люкс на 16 квадратных метров. Получим люкс — это и будет рекомендуемое количество света для гостевой комнаты. Допустим, для освещения мы хотим купить обычные лампы накапливания — в таком случае нам придется купить 2 лампы по 100 Вт ( * 2 = люкс) либо 3 лампы по 75 Вт (900 * 3 = люкс).
- Другой пример. Допустим, мы хотим сделать ремонт в детской комнате и заменить люстру на множество небольших светодиодных ламп, которые мы хотим разместить по периметру комнаты; размер комнаты — 20 квадратных метров. Сколько лампочек нам понадобится? Смотрим во вторую таблицу — рекомендуемое количество света составляет 200 люкс. Умножаем 200 на 20, получим люкс — это и будем рекомендуемое количество света для детской комнаты. Теперь давайте определимся со светодиодными лампами: если вы будете покупать лампы мощностью 8-10 Вт — вам придется устанавливать 6 ламп (поскольку 6 * 700 = Люкс), если вы будете покупать лампы мощностью 10 — 12 Вт — вам придется устанавливать 5 ламп (поскольку 5 * 900 = Люкс) и так далее.
Рекомендации
Давайте узнаем общие рекомендации относительно освещения жилых помещений:
- Световой поток должен равномерно распределяться по всей комнате. Если для освещения комнаты используется несколько ламп, нужно лампы расположить таким образом, чтобы они были направлены в разные стороны.
- Должны отсутствовать резкие перепады в освещении.
- Лампы должны излучать приятный для глаза свет; для освещения жилых помещений рекомендуется покупать лампы с нейтральным или теплым свечением.
- При расчете также рекомендуется учитывать светоотражающие свойства пола, стен и различных предметов.
- Для измерения освещенности можно купить компактный прибор под названием люксметр.
Подведем итоги. Освещение жилых помещений регламентируется специальным документом СНиП 23-05-95.
Для определения уровня освещенности помещения используется физическое понятие освещенности. Рекомендуемая освещенность жилого помещения зависит от типа этого помещения; например, для освещения жилой комнаты лампы должны генерировать 150 люкс света, для освещения детской комнаты — 200 люкс света и так далее.
Перевод люксов в люмены. Полезная информация
Зачастую многие путают понятие люксов и люменов при проекте освещения склада. Поэтому сегодня мы поможем вам в этом вопросе
Важно понимать, что люкс (Лк) – это показатель освещенности, а люмен (Лм) – уровень характеристики светового потока источника света
Согласно СНиП, один Люкс освещенности производит световой поток равный одному Люмену при условии, что люмен равномерно освещает один квадратный метр площади. Соответственно, чтобы перевести люмены в люксы:
Клюкс = Клюмен/Км2, где:
Клюкс – освещенность (количество люкс), Клюмен – количество люмен в световом потоке, Км2 – количество освещаемой площади в м2.
Для того, чтобы перевести люксы в люмены потребуется расчет по формуле:
Клюмен = Клюкс * Км²
Важно помнить о равномерности освещения при расчете. Что это значит? Любая освещаемая поверхность должна быть равноудалена от источников света, а свет должен попадать на освещаемый участок под одним углом
Пример:
Помещение объемом 100 м3. и выстой потолка 10 м. Стеллажи отсутствуют. На потолке установлено 150 ламп накаливания мощностью 100 Вт. Какова будет освещенность помещения?
Расчет: От одной лампы накаливания 100 Вт исходит световой поток в количестве 1300 Люмен (Лм). Получаемый поток делится на шесть поверхностей (стены, пол, потолок) – общая освещаемая площадь составляет 3000 м². Соответственно средняя освещенность составит: 1300*150/3000 = 65 Лк.
Решить обратную задачу, с целью определения светового потока, при заданных площади поверхности и освещенности – необходимо просто умножить площадь на освещенность.
- На практике же световой поток проще всего измеряется не путём расчетов, а используя приборы – фотометрические гониометры, сферические фотометры. Также, большинство ламп имеют стандартные характеристики то для расчетов можно использовать данную таблицу:
| Вид источника света | Получаемый световой поток |
| Светодиод | 110 Лм/Вт |
| Натриевые лампы | 180 Лм/Вт |
| Лампа накаливания 100 Вт | 1300 Лм/Вт |
Лм/Вт – показатель уровня эффективности источников света. Т.е. один светодиод мощностью 10 Вт обеспечит световой поток 1000 Лм. Что в соответствии лампам накаливания, которая потребляет 120 Вт.
Используя данную информацию можно понять экономическую выгоду и эффективность освещения от установленного оборудования на складе.
Примечания
- Рябцев А. Н. // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — С. 221. — 760 с. — ISBN 5-85270-101-7.
- .
- Бобух, Евгений [tung-sten.no-ip.com/Texts/Popsci/VisionOfAnimals.htm О зрении животных]. Дата обращения 6 ноября 2012.
- Советская энциклопедия
- Л. Б. Борисов Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. — МИА, 2005. — С. 154—156
- . docs.cntd.ru. Дата обращения 15 февраля 2018.
- ГОСТ Р 53491.1-2009 Бассейны. Подготовка воды. Часть 1. Общие требования (DIN 19643-1:1997)
- . // hindu.com. Дата обращения 17 июня 2012.
- . // phys.org. Дата обращения 17 июня 2012.
- Александр Сергеев. . Плакаты — Электромагнитное излучение. elementy.ru (2009). Дата обращения 27 октября 2019.
Задача №1 — расчёт мощности светильника
Я столкнулся c первой задачей. То есть я решил, каким образом будут располагаться светильники и для осуществления моей задумки, я расположил девять светильников в виде буквы «П»:
Соответственно мне необходимо было определить, каким световым потоком должен обладать светильник, чтобы обеспечить требуемую освещённость на кухне, а по световому потоку выбрать марку и модель светильника.
Для расчёта требуемого количества светильников нам необходимо знать нормативную освещённость, которая устанавливается СНиП 23-05-95* — «Искусственное и естественное освещение». Согласно данного СНиПа для кухни Ен=150 лк
Площадь моей кухни равна 5 кв.м, S=5
Количество светильников: N=9
Теперь осталось разобраться с коэффициентами:
К – коэффициент запаса, также как и нормативная освещённость принимается по СНиП 23-05-95 (для жилых помещений 1,4 – 1,5), я принял К=1,4
Z – коэффициент неравномерности, принимается в зависимости от типа ламп и находится в пределах 1,0-1,2, для светодиодных светильников допускается принять Z=1,0
η – коэффициент использования светового потока, зависит от индекса помещения, отражающих поверхностей и типа ламп. Вообще данный коэффициент принимается по специальным таблицам, их можно найти на сайтах производителей ламп. На данный момент, я смог найти таблицы только для люминесцентных и ртутных ламп, всё-таки светодиодные лампы только набирают обороты, и информации для расчётов практически нет, но при всём этом, одну из таких таблиц активно используют сайты, продающие светодиодное оборудование: вот один из них — http://diode-system.com/kak-rasschitat-kolichestvo-svetilnikov.html А если используют профессионалы, то почему бы не воспользоваться и нам?
Таблица коэффициентов использования светового потока:
Теперь нужно понять, как ей пользоваться. Мы видим, что коэффициент использования светового потока зависит от индекса помещения и от коэффициентов отражения поверхностей потолка, стен и пола. Для коэффициентов отражения приведены наиболее распространённые варианты. Например: схема 0,7-0,5-0,3 (четвёртый столбик таблицы) соответствует помещению с белым потолком, светлыми обоями, и напольным покрытием, которое темнее обоев (это наиболее распространённый вариант)
Примерные коэффициенты отражения приведены в таблице ниже:
Согласно таблицы, для моей кухни подойдёт схема 0,7-0,5-0,3
Теперь рассчитаем индекс помещения — i. Этот параметр напрямую зависит от габаритов помещения и высоты рабочей поверхности. Если рабочей поверхностью считают стол, то обычно hраб=0,8 м. Для кухни рабочей поверхностью является: стол, плита, столешница, мойка, а они, как правило, имеют высоту 0,8-1,0 м, поэтому я принимаю hраб=0,8 м
Теперь рассчитаем расчётную высоту. Расчётная высота – это расстояние от светильника до рабочей поверхности, в моём случае светильники точечные встраиваемые, то есть расчётная высота будет измеряться от плоскости потолка до рабочей поверхности:
Сам индекс помещения рассчитывается по формуле:
a и b – соответственно ширина и длина помещения.
Округляем индекс помещения в большую сторону из ряда: 0,6; 0,8; 1,00; 1,25 и т.д. (смотрите второй столбец таблицы). Соответственно я принимаю 0,8
Теперь у нас есть все данные, чтобы определить коэффициент использования светового потока, пользуемся таблицей и получаем, что η = 0,39
И так, подставляем все данные в формулу для определения светового потока одного светильника:
То есть световой поток одного светильника будет равен 299 люмен. Это ориентировочно светодиодные светильники мощностью 3,5-4 Вт (см. таблицу ниже)
То есть для моей кухни подойдёт 9 светодиодных ламп мощностью 3,5 — 4 Вт (≈ 299 лм). Заходим в интернет и находим светильники соответствующей мощности, на всякий случай смотрим такой параметр, как световой поток (чтобы он был не менее нашего расчётного).
Вот, что удалось найти сразу:
Самое главное не ошибитесь с типом лампы, её цоколем и патроном. В своих точечных светильниках я использовал лампы с типоразмером MR16 и цоколем GU-5.3
