Comprendere come le unità di misura "lumen" e "lux" siano correttamente correlate tra loro, nonché dove vengono utilizzate, è necessario per risolvere con successo le seguenti situazioni quotidiane:
- determinazione e verifica dell'illuminazione in un'area residenziale per il rispetto della norma;
- la posizione degli apparecchi in modo da creare la stessa illuminazione in qualsiasi punto della stanza;
- prevenzione della spesa eccessiva di elettricità per dispositivi di illuminazione;
- prevenzione delle malattie degli occhi derivanti dalla mancanza di luce e condizioni fisiche negative causate da una violazione dei bioritmi.
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Cos'è lumen e lux
Qualsiasi sorgente luminosa può essere caratterizzata dalla forza della luce emessa. Nel sistema metrico internazionale si misura in candele (cd). La derivata della candela è un valore che caratterizza direttamente il flusso luminoso - lumen, abbreviato - lm.
Importante: sulle lampade moderne e sui prodotti con LED viene indicato il valore del flusso luminoso da esse emesso in lumen o il valore della resa luminosa in lumen per watt (lm / W).
L'efficienza luminosa in cifre specifiche descrive l'efficienza di conversione dell'energia elettrica in luce e caratterizza l'efficienza della lampada. Per ottenere solo lumen, è necessario moltiplicare il valore in lm / W per il valore della potenza del prodotto in watt. Ad esempio, l'emissione luminosa di una lampada a incandescenza da 100 watt è di 15 lm/W. Quindi teoricamente emette una luce di 1500 lumen. In realtà, ci sono sempre perdite nel rapporto di apertura. Innanzitutto, ciò è dovuto al materiale della lampada stessa.
La considerazione del movimento delle onde luminose nello spazio porta inevitabilmente al concetto di illuminazione, perché la luce non risplende in se stessa, è sempre diretta verso l'esterno dalla sorgente e rende visibili altri oggetti all'occhio umano. Ovviamente, in questo caso, cade sulla superficie di una certa area, il che la rende illuminata.
Lux è un'unità di misura dell'illuminamento. Se un flusso luminoso di 1 lumen cade perpendicolarmente e uniformemente su una superficie di un'unità di superficie (1 m²), la sua illuminazione sarà di 1 lux.
Il valore assoluto dell'illuminazione in lux sarà sempre un multiplo del valore del flusso luminoso in lumen per ciascuna specifica sorgente luminosa, poiché il rapporto tra questi valori è inversamente proporzionale. Maggiore è l'area illuminata, peggiori sono le caratteristiche di illuminazione. Quindi, ad esempio, una lampada a incandescenza da 1500 lm, posta in un cubo opaco con superficie frontale di 1 m², rigorosamente al centro, cioè equidistante da tutti i suoi lati, illuminerà solo 6 m² (4 lati di 1 m², 1 inferiore + 1 superiore). Quindi l'illuminazione all'interno di un tale cubo sarà:
1500 lm / 6 m² = 250 lx.
Ora lascia che la stessa lampadina nel lampadario illumini una stanza quadrata - per facilità di calcolo - con una parete lunga 4 m. Questo sarà lo stesso cubo con un'area di lato spiaggia di 16 m² e il la superficie totale sarà di 96 m². Allo stesso tempo, per la purezza del calcolo, la lampadina dovrebbe essere appesa al centro della stanza a un segno di 2 m dal pavimento e dal soffitto. Quindi l'illuminazione in ogni punto della stanza sarebbe:
1500 lm / 96 m² = 15.625 lx.
In pratica, nessuno lo fa, la lunghezza massima della sospensione del lampadario è di soli 0,5 M. Concentrandosi sulle sensazioni visive, una persona sentirà che c'è più luce direttamente sotto la lampadina che negli angoli della stanza e un piccolo l'area del soffitto nel punto in cui è fissata la lampada è illuminata al meglio a condizione che il suo design sia aperto nella parte superiore.
Nella vita di tutti i giorni, oltre alla luminosità, influiscono sull'illuminazione della superficie i seguenti fattori:
- distanza dalla sorgente luminosa;
- la posizione della sorgente luminosa;
- la sua forma;
- angolo di incidenza della luce (rotazione e inclinazione degli zoccoli);
- la curvatura della superficie stessa;
- cambiamento delle caratteristiche spaziali;
- proprietà della superficie riflettente (ad esempio, una superficie in velluto nero e gli specchi dovrebbero essere illuminati in modo diverso).
Pertanto, in pratica, i calcoli teorici sono inutili e per misurare l'illuminazione viene utilizzato un luxmetro.
Come convertire lux in lumen
Tuttavia, se si conosce il valore di illuminazione desiderato in lux e l'area della superficie illuminata, è possibile calcolare la quantità richiesta di flusso luminoso in lumen. Allo stesso tempo, dovrebbe essere chiaro che il calcolo verrà eseguito con molte ipotesi, poiché non è possibile avvicinare le condizioni per la sua attuazione a quelle fisicamente ideali. Nel calcolo si deve presumere che:
- la sorgente luminosa si trova al centro;
- l'illuminazione è uniforme su tutta l'area, cosa quasi impossibile;
- la luce cade con la stessa angolazione su tutta la superficie;
- la superficie è illuminata dall'interno della sfera del pensiero che si presume si trovi attorno alla sorgente.
Importante! La formulazione pratica di questo compito sembra molto più semplice: esiste una norma di illuminazione in lux per una stanza particolare, ad esempio per un ufficio - 300 lux. Quante lampade devono essere posizionate per rispettarlo? Per fare ciò, viene prima calcolato il valore richiesto in lumen. L'inevitabile irregolarità nell'illuminazione può essere corretta con una retroilluminazione aggiuntiva.
Per ottenere il valore in lumen, è necessario moltiplicare la norma in lux per il valore dell'area che necessita di illuminazione.
Esempio: Lascia che un ufficio con una norma di 300 lux abbia una lunghezza della parete di 10 metri e un'altezza del soffitto di 4 metri. È necessario calcolare il numero minimo di lumen necessari per conformarsi alla norma.
La superficie del pavimento e del soffitto sarà: 10 x 10 = 100 m².
Area di ogni parete: 4 x 10 = 40 m².
Teoricamente, ipotizzando un'illuminazione uniforme e la posizione della sorgente, equidistante da tutti i punti della superficie, il problema si risolve come segue:
300 lux x (4 x 40 + 100 + 100) m² = 300 x 360 = 108.000 ml.
Se questo valore astronomico viene "tradotto" in normali lampade a incandescenza da 100 watt, sono necessari solo ... 72 pezzi.
L'approccio pratico sarà diverso. Non è assolutamente necessario illuminare il soffitto: i luoghi di lavoro dei dipendenti sono al di sotto. Inoltre, il design di molte plafoniere rende impossibile la diffusione della luce verso l'alto. Quindi dai calcoli devi rimuovere l'area del soffitto:
300 lx x 260 m² = 78.000 ml.
Le moderne plafoniere con LED possono produrre 5.000 lumen.Di conseguenza, avranno bisogno di 16 pezzi (78.000/5000), arrotondati al numero intero più vicino.
Questo numero può essere ridotto. Secondo SanPiN 2.2.1 / 2.1.1.1278-03, l'illuminazione viene misurata sopra il piano di lavoro, nonché in punti di controllo a 1 m di distanza dalle pareti e dalle aperture della luce.È sufficiente posizionare i dispositivi di illuminazione sopra i luoghi di lavoro dei dipendenti. Riducendo matematicamente le caratteristiche geometriche del pavimento di 1 m per lato, otteniamo:
300 lux x (160 + 64) m² = 300 x 224 = 67200 ml.
Cosa saranno le plafoniere: 14 pezzi arrotondati al numero intero più vicino.
Valori lumen per diversi apparecchi di illuminazione
I moderni requisiti per l'imballaggio degli apparecchi di illuminazione obbligano a portare al consumatore le loro caratteristiche tecniche per intero. Pertanto, sarà facile trovare il valore in lumen con l'abbreviazione "lm" o "lm". Per esempio:
- lampada a incandescenza 100 W - 1300-1500 lm;
- lampada a incandescenza 60 W "General Electric" - 660 lm;
- lampada a risparmio energetico "NetHaus", alogena 13 W - 250 lm;
- lampada a diodi a emissione di luce (LED) "Gauss Elementary" 12 W "come in 100 W" - 1130 lm;
- lampada a diodi a emissione di luce (LED) "Gauss Elementary" 6 W "come in 60 W" - 420 lm;
- Lampada LED Elektrostandard LTB0201D 60 cm 18V - 1200 lm;
- Lampada da tavolo a LED Maytoni Nastro, 15 W - 900 lm;
- lampada da ufficio TL-ECO su LED 48,5 W - 4530 lm (flusso luminoso finale dopo tutte le perdite).
Come si può vedere dal rapporto tra flusso luminoso e potenza del dispositivo, i dispositivi di illuminazione a LED sono i più economici ed efficienti in termini di efficienza luminosa.
Attenzione! Poiché dal 1 gennaio 2020 tutte le lampade fluorescenti compatte, tubolari e industriali contenenti mercurio e altri metalli pericolosi sono vietate nella Federazione Russa, non sono state incluse nell'elenco.
Standard di illuminazione
Le norme sanitarie SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03 disciplinano l'illuminazione media di edifici, strutture e istituzioni a vario scopo, nonché l'illuminazione di stazioni, strade, attraversamenti pedonali, parchi e stadi.
Gli standard per l'illuminazione artificiale nei locali residenziali sono i seguenti:
- ufficio - 300 lx;
- camera per bambini - 200 lux;
- soggiorni e cucina - 150 lux;
- spogliatoio - 75 lux;
- bagno e bagno - 50 lux;
- corridoio - 50 lux;
- dispensa - 30 lux.
Tuttavia, nella maggior parte dei casi, l'illuminazione delle stanze e delle aree residenziali viene selezionata in base alle preferenze personali dei residenti stessi e il rispetto della norma viene effettuato solo in relazione ai locali di produzione e di lavoro.
In conclusione, vale la pena ricordare quanto segue:
- Il valore numerico del flusso luminoso è indicato sulla confezione del prodotto di illuminazione in lumen.
- Per ottenere il valore di illuminamento in lux, occorre dividerlo per il valore della superficie da illuminare, espresso in metri quadrati. metri.
- Esistono norme sanitarie per l'illuminazione di qualsiasi tipo di stanza.
- Le lampade a diodi a emissione di luce (LED) sono le più economiche ed efficienti in termini di emissione luminosa.
