string(0) "" Как измеряется освещённость в помещении?
0
Корзина пуста
Открыть корзину

Как измеряется освещённость в помещении?

Один из наиболее распространённых вопросов на светотехнических форумах состоит в том, каков механизм измерения освещённости. Каждый человек может субъективно понимать, что такое «темно» и «светло», но как это выразить в абсолютных величинах? Как оценить эту характеристику и какие приборы для этого потребуются? Именно на эти вопросы мы попробуем сегодня ответить читателям.

В первую очередь, необходимо понимать, что освещённость – это физическая величина, поддающаяся измерению, и для современной науки не представляющая никакой сложности. Используемый для рассматриваемых целей специализированный прибор носит название люксметра, но в наше время измерить данный параметр уже можно даже с использованием приложения на смартфоне. Освещённость может быть замерена как для света, даваемого одним светильником, так и для помещения в целом. При этом ни величина источника, ни размеры пространства значения не имеют. Ключевой отпечаток на результат накладывает расстояние от измерительного прибора до светоизлучающего элемента. Рассмотрим последовательно, как это всё происходит.

 

 Ярко освещённая комната

 

Терминология

Как это часто случается, люди, далёкие от светотехники, неосторожно заменяют одни термины другими, считая их совершенно синонимичными. Так случается со словами «лампа» и «люстра», «патрон» и «цоколь», «световой поток» и «освещённость». Разумеется, между ними немало общего, но всё же некорректно использовать их вперемешку, особенно в присутствии специалистов. В данном случае нас интересует именно последняя пара понятий.

Очень многие потребители, приходя в магазин за светодиодной лампочкой или выбирая крупный светильник, обращают своё внимание только на то, каков будет световой поток от их источника света. Их видение вопроса совершенно логично и справедливо, однако только на бытовом уровне. В действительности же, каждого из нас интересует фактическая освещённость пространства, стающая результатом излучения света. А она зависит и от яркости, и от величины светового потока, и от угла рассеивания, и от процента отражений от различных поверхностей в помещениях. Наиболее верно было бы оценивать комплексный показатель качества освещения – так называемое «суммированное световое воздействие». Этот параметр учитывает все обстоятельства, повлиявшие на освещённость, в том числе и негативные. Таким образом, суммированное световое воздействие отражает фактическое положение вещей, отбрасывая от номинального показателя источника его световые и тепловые потери.

Совершенно корректно и качественно измерить освещённость можно только в специальных условиях, а самостоятельно при помощи программы на девайсе человек может её лишь оценить с весьма грубой погрешностью. Тем не менее, последний случай для большинства людей будет совершенно достаточен – дабы понять уровень освещённости и скорректировать световую картину в своём доме потребителям хватит и приблизительных цифр. В то же время, световой поток измерить собственноручно не выйдет никак. Для этого нужны определённые лабораторных условия, сложное оборудование и умения.

Давайте же разберёмся в терминологии. Освещённостьюназывается физико-оптическая величина, характеризующая отношение светового потока к площади поверхности, на которую он распространяется. При этом подразумевается, что угол падения не только всегда одинаков, но и имеет значение 90°, то есть перпендикулярен данной плоскости. Единицей измерения освещённости служит люкс (лк). Как понятно из самой формулировки термина, люкс равен отношению единицы светового потока к квадратному метру поверхности.

Такой единицей измерения выступает люмен (лм). Именно его указывают на упаковках лампочек для того, чтобы сориентировать потребителя, сколь ярко будет светить изделие. Для продукции из Великобритании и США, где метрическая система неактуальна, используются величины «люмен на квадратный фут». Подобные обозначения можно увидеть на сайтах западных компаний и товарах, привезённых оттуда. Также популярной там является маркировка в «фут-канделах»: она характеризует освещённость, которую обеспечивает источник света силой в 1 кд, излучая с расстояния в 1 фут от поверхности.

 

 Измерение освещённости с использованием смартфона

 

Зачем измерять освещённость?

Учёные наглядно доказали, что избыток света ничуть не меньше, чем его недостаток, влияет на работу человеческого мозга, продуктивность трудового человека и его настроение. Сетчатка глаза улавливает уровень освещённости, анализирует цветовую гамму и яркость. Лампочки с тёплым цветом свечения в большей мере подходят для расслабления, а с холодным оттенком – для сосредоточения и работы. Хуже всего воздействует на нас недостаток света: мы чувствуем себя разбитыми, медленнее реагируем на происходящие события и ощущаем постоянную сонливость. Если от чересчур яркого источника ещё можно как-то отгородиться, снизить интенсивность свечения и уменьшить нагрузку на органы зрения, то в условиях нехватки света никакие меры не помогут повысить человеческий комфорт, кроме размещения дополнительного числа ярких светильников.

Ввиду того, что каждая система понемногу изнашивается со временем, необходимо ещё на этапе проектирования осветительных конструкций предусматривать определённый запас. В процессе эксплуатации даже у самых качественных и дорогостоящих приборов намечается спад кривой освещённости. Дабы минимизировать этот эффект и приблизить его к среднему сроку жизни светоизлучающего элемента, производители искусственно вводят так называемый коэффициент запаса по эффективной освещённости. Важно отметить, что этот параметр актуален не только для искусственного, но и для естественного освещения.

Коэффициент запаса для светодиодных светильников принимает во внимание одновременно снижение освещённости и яркости источника света, которое является следствием невосполнимой потери ресурса внутренних элементов, а также загрязнения оптики, отражателей, светофильтров или рассеивателей. Кроме того, он учитывает даже то, как изменяется чистота стен внутри помещения, какими темпами загрязняются улицы (для уличного освещения) и какие климатические особенности накладывают отпечаток на суммированное световое воздействие.

Коэффициент запаса для естественного освещения по понятным причинам не может опираться на производственные факторы для источника света, а потому здесь учитываются только наиболее распространённые аспекты природного происхождения. Среди них загрязнение стёкол в окнах, старение газового наполнителя (для металлопластиковых профилей), расположение оконных проёмов, препятствующее нормальному распределению светового потока, и светоотражающие свойства предметов, размещённых внутри помещения или на улице.

В жилых помещениях уровень освещённости профессионально замеряют крайне редко – это может случаться лишь тогда, когда после завершения постройки высотного здания, имея полную отделку и мебель, специалисты выясняют фактические характеристики уровня комфорта для проживания. Ещё одной причиной подобных мероприятий может выступить судебное разбирательство, связанное с тем, что какой-либо объект (обычно находящийся снаружи здания) препятствует нормальному проникновению или распределению света в жилище потребителя.

На производствах измерение освещённости зачастую происходит в комплексе мер по изучению уровня шума, запылённости воздуха, вибрации и других условий, ставящих под вопрос безопасность сотрудников. При этом каждый потолочный и настенный светильник проверяется на соответствие положениям Санитарных правил и норм Украины. В этом документе медицинские эксперты чётко охарактеризовали факторы, которые создают предпосылки для возникновения несчастных случаев, из-за чего последние должны быть устранены при обнаружении.

По состоянию на нынешний момент отечественные нормативные документы проходят очередную ревизию, дабы приблизиться к показателям стран Европейского союза. Здесь действуют такие положения:

  • для сотрудников офисов, в которых нет необходимости работать с мелкими деталями и шрифтами, освещённость должна составлять около 280-320 лк;
  • для сотрудников, проводящих большую часть времени, работая с печатными документами и/или на компьютерах, необходимо обеспечить верхнее равномерное освещение (например, с применением светодиодных панелей), имеющее величину около 450-550 лк;
  • для сотрудников, постоянно работающих с техническими чертежами, документами и мелкими деталями, необходимо обеспечивать освещённость на уровне не менее 750 лк;
  • для помещений общего назначения, столовых, конференц-залов и переговорных наиболее рационально использовать освещение порядка 400-500 лк;
  • все технические помещения, коридоры, лестничные пролёты, подсобки, уборные и т.д. следует обеспечить освещённостью не менее 250 лк, причём на лестницах эту величину допустимо увеличивать вдвое.

 

 Измерение освещённости люксметром

 

Как работает люксметр?

Принцип работы люксметра довольно прост с физической точки зрения, но нередко кажется сложным обычному человеку именно из-за того, что в повседневной жизни мы никогда не сталкиваемся ни с чем подобным. Прибор представляет собой небольшое портативное и полностью автономное изделие, состоящее из основного блока с дисплеем и кнопками, а также небольшого датчика полусферической формы.

Свет, исходящий от любого источника, попадает на полупроводниковый светочувствительный элемент, который передаёт полученную энергию электронам. Высвобожденный поток этих элементарных частиц позволяет фактически обеспечить прохождение электрического тока. Измерив величину последнего, прибор получает значение освещённости. В современных устройствах это изменение выводится на экран в виде числа, а в старых отклоняет стрелку вдоль окружности градуированной шкалы.

Люксметры последних поколений максимально упростили механизм трансформации энергии и устранили существенную долю погрешностей, типичных для подобных измерений. Светочувствительная часть полностью отделена от индикаторной и связана с блоком управления лишь гибким проводом. Это позволяет замерять освещённость в труднодоступных местах, поднимать вверх только руку с датчиком при проведении замеров в высоких помещениях с подвесными светильниками или подносить устройство непосредственно к конкретной точке пространства. Используя специальные светофильтры, можно регулировать границы измерения прибора, умножая показания на заранее известные коэффициенты.

Сами измерения производятся таким образом, чтобы прибор находился в горизонтальной ориентации. Существуют инструкции, в каких точках помещения необходимо производить замеры, как рассчитывать эти точки и на какой высоте они расположены. Исследования для искусственного и естественного освещения производятся не одновременно, а отдельно друг от друга. В моменты снятия показаний крайне важно следить за тем, чтобы в помещении было всё как обычно, но отсутствовала тень, падающая на датчик. Кроме того, для исключения помех и постороннего влияния на прибор в прилежащей зоне не должно быть источников электромагнитного излучения.

После завершения серии замеров, производятся необходимые расчёты и выводится некая усреднённая величина, отражающая существующее положение вещей. Общая оценка ставится после сравнения этого значения с известными нормативами. При неутешительном результате, показывающем недостаточную освещённость помещения или территории, специалистами могут быть выданы типовые и ситуационные рекомендации по улучшению показателей. Сюда могут быть включены меры по изменению расположения приборов, увеличению яркости используемых ламп, добавлению новых светильников, использованию рассеивателей и пр.

Практика показывает, что наилучшие результаты дают неоднократные, дублирующие измерения в разное время суток. При подобном подходе удаётся обеспечить такой уровень освещённости, который полностью отвечает целям и задачам работ, производимым на освещаемой территории.