Основные понятия в светотехнике

Свет — в физической оптике электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. В качестве диапазона, занимаемого светом, принят участок с длинами волн в вакууме от 400 нм до 780 нм

В широком смысле, используемом вне физической оптики, светом часто называют любое оптическое излучение.

Световой поток — физическая величина, характеризующая «количество» световой энергии в соответствующем потоке излучения. Чем больше световой поток светильника, тем он светит ярче.

Обозначение светового потока: F Единица измерения в Международной системе единиц (СИ): люмен (русское обозначение: Лм; международное: lm).

Измерение светового потока от источника света производится при помощи специальных приборов — сферических фотометров, либо фотометрических гониометров (Гониофотометр).

Освещённость — световая величина, равная отношению светового потока, падающего на малый участок поверхности, к его площади.

Обозначение освещенности: E. Единицей измерения освещённости в Международной системе единиц (СИ) служит люкс (1 люкс = 1 люмену на квадратный метр).

Исходя из названия единицы освещённости (люкс), название прибора, которым её измеряют — люксметр. Это мобильный, портативный прибор для измерения освещенности, принцип работы которого идентичен фотометру.

Как проводятся измерение освещённости?

Применение любых методов измерения освещённости невозможно без люксметра. Причём соблюдается правило: прибор всегда находится в горизонтальном положении. Его устанавливают в необходимых точках. В Госстандартах находятся схемы расположения этих точек и методы их расчётов.

До недавнего времени Россия руководствовалась ГОСТом 24940-96 соответствующим межгосударственному стандарту измерения освещенности. В 2012 году Россия ввела собственный, национальный стандарт измерения освещённости, ГОСТ Р 54944-2012. В этом ГОСТе к тем понятиям, что были раньше, добавлены: аварийное освещение, охранное освещение, рабочее освещение, резервное освещение, полуцилиндрическая освещённость, эвакуационное освещение.

Главный документ, в котором прописаны требования законов страны в отношении международных нормативов, энергетической эффективности и техники безопасности, выпущен в 2011 году под номером 52.13330.2011, это Свод правил СП или СНИП 23-05-95.

В Своде правил есть наиболее важные требования к освещенности в различных типах помещений — жилых, промышленного типа и общественных.

Наиболее часто встречаемые объекты и требуемые нормы освещенности для этих объектов по СНИП:

— Охранное освещение 0,5Лк

— Улицы сельских поселений 6Лк

— Основные улицы города районного значения 20Лк ,

— Кабинеты, офисы 300Лк

— Компьютерные залы 400Лк

— Учебные кабинеты школ 400Лк

— Групповые игральные комнаты в детских садах 400Лк

— Торговые залы продовольственных магазинов самообслуживания 400Лк (Многие ритейлы, например Мария-Ра, предъявляют свои требования к освещенности 700Лк)

— Склад напольного хранения 100Лк

— Склад стеллажного хранения 200Лк

— Цех металлообработки, сварочные цеха 200Лк

КСС — кривые силы света

КСС — это кривая силы света светильника, которая определяет угол распределения его светового потока в пространстве.

Если подключить воображение, то можно представить свет, идущий от источника света, как сферообразное облако (или облако другой формы, в зависимости от КСС), висящее над ним. Свет — это маленькие частицы, называемые фотонами. Значит, над источником света висит шарик, наполненный фотонами. И чем больше света испускает источник — тем больше шарик, тем дальше летят фотоны, толкая и вытесняя друг друга. Больше всего их летит вверх перпендикулярно плоскости светильника, поэтому максимальная сила света осветительного прибора — 90 градусов относительно горизонтальной оси.

Существует четыре основных вида КСС:

— косинусная (Д) 120 градусов

— глубокая (Г) 60 градусов — применяется для высоких потолков (более 12м)

— концентрированная (К) 25 градусов — применяется для освещения больших территорий

— широкая (Ш) 135 градусов по оси Х, 65 градусов по оси Y

В стандартном исполнении светильников, КСС светильника применяют дополнительную оптику (линзы).

Коэффициент мощности (cosφ косинус фи) — безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей (потерь). Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.

Световая отдача источника света — отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности. В Международной системе единиц (СИ) измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Является показателем эффективности и экономичности источников света.

Цветовая температура:

Единица измерения данной величины — Кельвины (сокращенно К), как и в случае абсолютной температуры.

При составлении системы освещения важно учитывать множество нюансов, но именно цветовая температура отвечает за восприятие оттенков. Холодная и теплая гамма существенно отличаются по своим показателям. Так, температура пламени обычной свечи характеризуется отметкой в 1200 К, а зимнее небо — в 12000 К.

Чем больше значение цветовой температуры светильника, тем «холоднее» излучаемый свет. Чем меньше это значение, тем «теплее» свет.

Коэффициент пульсации освещения (Кп) — параметр, который отражает силу изменения светового потока, направляемого на единицу поверхности в определенный временной промежуток.

Не секрет, что все осветительные приборы излучают неравномерный световой поток, имеющий различное число колебаний. Этот эффект скрыт от глаз, но его действие на здоровье человека весьма существенно.

При этом опасность света как раз и заключается в том, что его нельзя распознать, но результатом действия может стать расстройство сна, слабость, депрессия, сбои в работе сердца, дискомфорт и так далее.

Стоит учесть, что существующими санитарными правилами установлен верхний лимит на параметр коэффициента пульсации.

Расчет коэффициента производится по простой формуле — максимальный параметр освещенности в определенный промежуток времени «минус» минимальный показатель за тот же промежуток времени. Полученное число необходимо поделить на средний параметр освещенности и умножить на 100%.

В России ограничения по значениям Kп светильников регламентируются СНиП 23-05-95, ГОСТ 17677-82 и СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. В Европе и США подобных норм не существует.

Основные ограничения, существующие в России:

Пульсации освещенности, частотой до 300 Гц, на рабочих местах не должны превышать 20%, в некоторых случаях (при работе с ПЭВМ) — 5%.

В местах временного пребывания (коридоры, лестницы, переходы и т.п.) уровень пульсации не нормируется.

Индекс цветопередачи (коэффициент цветопередачи, CRI) — параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света. Индекс цветопередачи имеет обозначение Ra, он же CRI — color rendering index.

Характеристика цветопередачи лампы описывает насколько натурально выглядят окружающие нас предметы в свете этой лампы. А для количественной меры используется индекс цветопередачи. Это относительная величина от 0 до 100, которая характеризует уровень соответствия цвета полученного при освещении тестируемой лампой к естественному цвету тела. 100 соответствует полное совпадение как при солнечном свете, т.е. цвета от такого источника света передаются максимально верно. Близки к этому лампы накаливания.

Источник света с показателем цветопередачи Ra = 100 излучает свет, оптимально отображающий все цвета. Чем ниже значения Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта.

Степень защиты от пыли и влаги

Ingress Protection Rating (в переводе с английского языка — степень защиты от проникновения) — система классификации степеней защиты оболочки электрооборудования и других устройств от проникновения твёрдых предметов, пыли и воды в соответствии с международным стандартом IEC 60529

Под степенью защиты понимается способ защиты, проверяемый стандартными методами испытаний, который обеспечивается оболочкой от доступа к опасным частям (опасным токоведущим и опасным механическим частям), попадания внешних твёрдых предметов и (или) воды, жидкостей внутрь защитной оболочки.

Маркировка степени защиты оболочки электрооборудования осуществляется при помощи международного знака защиты (IP) и двух цифр, первая из которых означает защиту от попадания твёрдых предметов, вторая — от проникновения воды[1].

Код имеет вид IPXX, где на позициях X находятся цифры либо символ X, если степень не определена. За цифрами могут идти одна или две буквы, дающие вспомогательную информацию. Например, бытовая электрическая розетка может иметь степень защиты IP22 — она защищена от проникновения пальцев и не может быть повреждена вертикально или почти вертикально капающей водой. Максимальная степень защиты по этой классификации — IP68: то есть пыленепроницаемый прибор, выдерживающий длительное погружение в воду под давлением. В данное время максимальная степень защиты — IP69-K: маркировка корпусов изделий, выдерживающих высокотемпературную мойку под высоким давлением.