Как правильно измерить уровень освещенности в помещении и каким он должен быть

Как измерить яркость освещения

Измерить яркость можно с помощью специализированного прибора. В качественном яркометре устанавливают:

• объектив с высокой светосилой;
• чувствительную матрицу;
• микропроцессорный блок обработки/ вывода информации.

Если хорошо настроить такой прибор, он сможет измерять силу света на большом расстоянии от источника (отражающей поверхности).

Люксометр

Приборы этой категории создают со встроенным или выносным датчиком. Простейшие стрелочные приборы стоят недорого. Однако пользоваться ими неудобно в труднодоступных местах и при высоком уровне вибраций. Повышенную точность обеспечивают цифровые модели. Фоточувствительный датчик устанавливают на поверхности. После обработки результат измерений отображается на дисплее и записывается в памяти.

Измерение люксометром

Нормы освещенности для квартир и других жилых помещений

Для того чтобы подобрать комфортное для глаз освещение, недостаточно знать, в чем измеряется свет. Нужно еще владеть информацией о нормах освещенности, по которым и стоит ориентироваться, планируя расположение осветительных приборов в квартире.

Каждая комната и помещение имеют свою необходимую степень освещенности, которая измеряется в люксах. К примеру, детская должна быть самым освещенным помещением в квартире. Здесь не может быть менее двухсот люксов, иначе здоровье малыша окажется под большой угрозой.

Кухня и остальные комнаты могут освещаться на сто пятьдесят люксов, а вот хозяйственные помещения и коридоры вполне обходятся пятьюдесятью люксами. Соблюдение этих норм гарантирует вашей семье комфортное существование, отличное настроение и зрение, которому позавидует даже орел.

Если вы заботитесь о своей семье, то должны точно знать, какие лампочки установлены в светильниках вашей квартиры. Ведь каждый здравомыслящий человек мечтает возвращаться с работы в дом, где его ждут веселые дети и заботливая жена в хорошем расположении духа. А немаловажную роль в том, чтобы мечта наконец-то стала реальностью, играет грамотно подобранное освещение.

Главные характеристики света

Человек видит спектр цветов – малую часть диапазона электромагнитных волн. Его характеристики влияют на комфортность среды пребывания и самочувствие человека. Существует определение для одного из свойств – световой поток (Ф), который измеряют в люменах (лм). Мощность светового потока источника характеризует вызванное ощущение восприятия света. По его распределению для замкнутого пространства выделяют потоки света: прямого, рассеянного, отраженного. Чем больше света, тем выше число люменов.

Важно! Этот параметр не определяет интенсивность, яркость или производительность свечения, потому что учитывает весь рассеянный поток. Для того, чтобы измерить световой поток требуется много времени и при этом нужно учитывать пространственные характеристики явления

Основные характеристики светоизлучений

Главная характеристика источника – сила света (I), определяющая интенсивность излучения в направлении потока. Она вычисляется через частное светового потока (Ф) и телесного угла (ꭥ) в стерадианах (ср), внутри которого распределяется. В СИ единицу измерения силы света, кандела, обозначают кд, cd.

Телесный угол

Важно! Восковая свеча излучает с около одной канделы (от лат. candela), и ранее эта единица измерения называлась «свечой»

Величина кандел показывает световое излучение точечного источника света на самом интенсивном его направлении.

Покупатели ламп обычно оценивают яркость по мощности потребления (Вт) источника. При хорошей яркости получается четкое и контрастное видение предметов. Однако и слабый, и очень яркий свет неблагоприятен для деятельности человека. Яркость (L) определяется плотностью силы света в направлении поверхности и вычисляется делением I на площадь проекции на перпендикулярную поверхность (зависит от cos угла).

Измеряют показатель яркости (L) света в кд/м². Главной характеристикой восприятия светового ощущения глазами является яркость освещаемой поверхности или источника.

Единицы измерения света

Световая отдача (H) фиксирует экономичность преобразования электрической мощности в световую. При переходе от электрической энергии к световой появляются потери, что вызывает снижение показателей яркости излучения. Измеряют световую отдачу в люменах на ваттах. Можно вычислить световой поток, зная среднее значение световой отдачи.

Практичную светоотдачу имеют светодиодные лампы (потери менее 5%).

Важно! Существуют стандарты качества освещения для помещений, а также для растений или для животных. Освещенность характеризуется отношением светового потока к площади поверхности

Единицы измерения освещения

Прибор для измерения

Существует специальный прибор для измерения уровня освещения поверхности — люксметр. Его устройство включает в себя фотоэлемент, который улавливает свет. Механизм работы люксметра может быть как цифровым, так и аналоговым — в обоих случаях точность измерения довольно высока. ГОСТ предполагает максимальную погрешность около 10%.

Во многих конструкциях участок, содержащий фотоэлемент, соединяется с остальной частью при помощи эластичного витого провода для проведения работ в труднодоступных местах. Прибор комплектуется световыми фильтрами, используя которые можно регулировать процесс измерения, учитывая особые нюансы местности.

Виды освещения

Существуют разные классификации освещения. Так, по локализации оно бывает таких типов:

1. Общее. Предполагает равномерное освещение помещения без наличия темных или более светлых зон. Присутствие только такого освещения обычно наблюдается в зонах, где рабочий процесс осуществляется неполное время.
2. Местное. Локальная подсветка помогает дополнительно осветить определенные рабочие зоны: компьютерный или школьный стол, технику и станки. Оно предполагает установку различных осветительных приборов в непосредственной близости от рабочего места.

Применение исключительно локального освещения согласно нормам недопустимо, поскольку в помещении неизбежно будут присутствовать перепады света — от глубокого затемнения до яркого. Это вызовет проблемы со зрением работников. По источникам света освещение также делится на несколько видов.

Естественное

Естественное освещение создается силами природы: прямыми солнечными лучами, а также диффузным (отраженным) светом небосвода. Отсутствие естественного света неблагоприятно для человека, ведь именно к нему глаза лучше всего приспособлены. Такой свет зависит от времени года и периода суток, в этом его основной недостаток. Но качество и объем поступающего естественного света зависит и от конструкции здания, количества и размера окон.

Существует даже специальная карта светового климата, состоящая из 6 зон, согласно ей должны проектироваться окна в зданиях. Естественный свет делится на такие виды:

• верхний (свет проникает через проемы на участках с перепадами высот дома);
• боковой (свет попадает через окна наружных стен);
• комбинированный (сочетание двух предыдущих видов).

Искусственное

Без искусственного освещения в сумеречное время суток, в пасмурный день или зимой, когда рано темнеет, нормальный рабочий процесс невозможен. В качестве дополнительных источников света выступают лампы, светильники, торшеры, бра и прочие электроприборы. Обычно в офисы и на производство приобретают галогенные и светодиодные лампы. Обычные лампочки накаливания сейчас применяются редко, поскольку они тратят много электроэнергии, быстро выходят из строя.

Чаще всего освещение бывает смешанным, когда естественное сочетается с искусственным. Последнее также подразделяется на следующие виды:

1. Рабочее. Обычное освещение, которое ежедневно применяется сотрудниками, помогает обеспечению рабочего процесса.
2. Аварийное. Включается только при аварии, в экстренной ситуации, когда основное освещение отключается.
3. Эвакуационное. Применяется для подсветки путей эвакуации людей при ЧС, обычно является не таким мощным, как рабочее.
4. Охранное. Используется охранным персоналом, присутствует не на всех предприятиях, а по необходимости. Не нормируется по интенсивности.
5. Дежурное. Остается включенным даже по окончании рабочего процесса (например, небольшое освещение коридоров в больших зданиях).

Гибридное освещение

Гибридными называются системы, включающие естественное и искусственное освещение. Они подходят для случаев, в которых только солнечного света недостаточно для создания соответствующего нормам уровня освещенности. При определении значения светового потока естественное освещение не учитывается – расчеты выполняются только для электрических источников.

Необходимость в гибридном освещении появляется, если значение КЕО ниже допустимого значения – 1 или 1,2%. Если этот показатель, зависящий от затененности, типа стекла и ширины окон, не соответствует норме, вместе с естественным освещением на рабочем месте устраивается искусственное. Источники света устанавливают только на тех участках, на которых КЕО ниже нормы.

Последствия неправильного освещения

Несоблюдение требований к освещению рабочих мест на любом предприятии чревато понижением общей работоспособности. Кроме того, зрение персонала утомляется, возникает прямая угроза здоровью, возможно даже развитие близорукости. На предприятиях, где руководство халатно относится к вышеизложенным требованиям, повышается риск производственного травматизма, может также увеличиться количество брака. Нередки случаи, когда возникает текучка кадров. Ведь многие люди внимательно относятся к собственному здоровью, и порой зрение оказывается дороже должности или наличия работы.

Требования к освещению рабочих мест, безусловно, должны неукоснительно соблюдаться. Ведь люди, как правило, проводят большую часть жизни на работе или в закрытых помещениях, где неправильное освещение может подорвать их здоровье.

Измерение количества света для светодиодных устройств и примеры в природе

Светодиодные светильники стали очень востребованными благодаря уникальной энергоэффективности. Но светодиоды и их источники питания при освещении выделяют тепло, которое рассеивается с помощью теплопроводящих материалов (алюминий) и конструктивных особенностей (ребер, большой радиаторной площади). Несмотря на кажущееся отсутствие связи между потерями тепла и освещенностью, специалисты всегда учитывают ее при создании новых устройств.

Трудности с работой светодиодных светильников начинаются при эксплуатации в условии повышения температуры более +50°С. Почему измерение освещенности светодиодов и рекомендуют проводить после 2 часов их работы, т. е. после выхода на оптимальный режим. Для исключения появления погрешности проводятся неоднократные замеры в течение рабочей смены. Желательно эти исследования проводить как минимум 1 раз в год. Чтобы при проектировании исключить любые ошибки, закладывают коэффициент снижения освещенности, зависящий от физических характеристик объекта.

Освещение офиса LED-светильниками

Обычно производители LED-устройств дают гарантию по их безупречной работе на 3 года. Все параметры функционирования таких светильников, в том числе, и освещенность, должны соответствовать заявленным значениям. Если условия работы устройств происходят при температуре наружного воздуха свыше 45°С, то измерения освещенности необходимо делать гораздо чаще. Иначе неправильное проектирование и полученные результаты приведут к быстрому падению показателей освещения.

Что касается примеров иллюминации в природе, то на орбите Земли и экваторе в полдень данная величина равняется 135 тыс. люкс. В солнечный день она составляет до 100 тыс. лк, в пасмурный — только 1 тыс. люкс, а вот от Луны всего лишь 0,2 лк. Измерение света на улице на широте Москвы в зимний период показало от 4 до 5 тыс. люкс. В безлунную ночь освещенность в тысячу раз меньше, чем в полнолуние, а при 10-бальной облачности — в 10 тыс. раз меньше. То, в чем измеряется освещенность в помещении и естественных условиях, относится к физическим величинам, входящим в Международную систему единиц.

В чем измеряется яркость света?

Яркость — это очень важная характеристика светового источника. Именно яркость освещения позволяет нам видеть все окружающие нас предметы четко и контрастно. Благодаря яркости обостряется пространственное восприятие и экспозиция белых и черных оттенков. К тому же именно яркость источника света определяет степень комфорта при чтении печатного текста, а это, как известно, напрямую влияет на здоровье глаз.

Если мы говорим о яркости, то запомнить, в каких единицах измеряется свет, очень легко. Чаще всего для измерения яркости источника освещения применяется кандела. Эта единица обозначает яркость горения одной свечи, именно от нее отталкиваются все измерительные приборы. Иногда специалисты применяют еще и другие единицы измерения — ламберт и апостильб.

Типовая освещённость, примеры

Расшифровка единицы освещенности 1 лк выглядит так: 1 люкс (обозначение этой величины в системе СИ) соответствует порядку освещённости 1 м2 поверхности падающим световым потоком величиной 1 люмен (Лм).

Когда речь идёт о яркости света, то здесь можно рассматривать две позиции:

• сила света, излучаемого каким-либо источником;
• количество падающего на поверхность света.

Вторая позиция есть освещённость, о которой идёт речь.

Примеры типовых значений освещенности, в соответствии с внешним восприятием

Значение освещённости, лк	Внешнее восприятие
0,0001	безлунное звёздное небо
0,01	четверть луны
0,27	полнолуние при ясном небосводе
1	возможность различать очертания предметов, свободная ориентация в пространстве, короткое время для адаптации зрения при переходе из ярко освещённого пространства
5	лёгкое визуальное восприятия часового циферблата, возможность прочесть заголовки в газете
10	освещённость пространства рядом со свечкой
15-20	свет от сигареты на расстоянии 300 мм
20-35	свет в кинотеатре при антракте
50	можно прочитать текст в газете, освещение жилой комнаты
100	допускает длительное чтение газеты, но утомительно для глаз
300	комфортные условия для чтения печатной продукции
400-500	типовое освещение библиотек и офисов
1000	ясный день за час до заката солнца
2000	ясное утро через час после восхода солнца
25000	летний облачный день в 10 часов утра
65000	ясный летний день в 10 часов утра
100000	полдень ясного летнего дня

Внимание! Визуальным восприятием определение освещённости объектов не ограничивается. Для этой цели применяют аппарат, который называется «люксметр»

Это простой прибор, в основу которого входит фотоэлемент, преобразующий энергию света в электрическую энергию и отображающий показания на дисплее. Он позволяет измерить освещённость.

Люксметр СЕМ DT 1308

Особенности использования светодиодных ламп

Лидирующее место занимают LED-лампы, применяемые в современном освещении. В конструкцию входят от одного до нескольких светодиодов сразу. На первый взгляд это обычная лампа, но наличие электрической схемы и светоизлучающих элементов в сочетании с оптической системой обеспечивает иное качества излучения света. Изменяя количество светодиодов, можно менять мощность, применение разных оптических решений линзы позволяет фокусировать или рассеивать поток.

LED-лампы обладают рядом достоинств:

• отсутствие ультрафиолетовой части спектра;
• пульсация некоторых моделей менее 1%;
• экономичность;
• низкая теплоотдача;
• срок службы 100 000 ч.;
• минимальные размеры;
• мгновенное включение в полноценный режим.

К недостаткам можно отнести следующие пункты:

• стоимость;
• спектр излучения требует тщательного подбора;
• деградация кристалла;
• нейтральный и холодный оттенки в некоторых случаях влияют на регуляцию сна.

Параметры дешёвых китайских изделий нарушают все допустимые нормы качества освещения. При выборе ЛЭД-ламп следует тщательно изучить характеристики и приобретать изделия проверенных производителей.

Светодиодные лампы

Коэффициент пульсации и нормы освещенности: основные документы

Главный документ, в котором прописаны все требования в отношении коэффициентов пульсаций и норм освещенности — Свод правил СП (выпущен под номером 52.13330.2011).

Он был выпущен в 2011 году и представляет собой СНИП 23-05-95, где прописаны ключевые требования законов страны в отношении международных нормативов, энергетической эффективности и техники безопасности.

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

Контроль освещенности и уровень пульсаций искусственного освещения необходим не только для формального прохождения аттестации рабочего места или же плановой проверки со стороны санэпидстанции.

Это важно для здоровья человека, ведь отклонение от действующих показателей может привести к нарушениям самочувствия всех сотрудников, которые находятся в помещении. Как следствие, снизится работоспособность, уменьшится рентабельность компании и упадет прибыль

Как следствие, снизится работоспособность, уменьшится рентабельность компании и упадет прибыль.

Не меньшее действие оказывает и свет в жилых помещениях. Та же пульсация не видна глазу, но может постепенно воздействовать на здоровье людей.

Вот почему так важен ответственный подход к выбору компьютерной техники и осветительных устройств.

Соблюдение норм — шанс избежать негативных последствий, защитить своих сотрудников и себя лично. Также использование трековых светильников позволит регулировать уровень освещенности в отдельных зонах помещений.

Также читайте как сделать освещение на даче своими руками.

Световой поток и яркость – не одно и то же

Обращаясь к определению яркости L, измеряемой в канделах на квадратный метр (Кн/м²), видно, что это количество отражённого поверхностью света.

Яркость источника – это соотношение силы его свечения и величины этой силы, приходящейся на единицу площади поверхности источника, которую видит глаз. Сила света измеряется в канделах, потому яркость обозначается буквой L и измеряется в Кн/м².

Если наблюдать издалека два источника света, имеющих разную площадь поверхности, но с одинаковой силой света, то меньшая поверхность будет выглядеть ярче. Увеличение угла, под которым смотрят на световой источник, уменьшает воспринимаемую глазом яркость. Яркость максимальна, когда плоскость, в которой лежит излучатель, перпендикулярна глазу.

Величина яркости изменяется от вида поверхности:

• светоотражающая поверхность увеличивает яркость;
• светопоглощающая или рассеивающая поверхность уменьшают значение L.

Важно! Световые потоки – это вся энергия излучения источника, яркость – только та доля, которая поступает в глаз или на предмет. В частности, оптический проектор в своих технических характеристиках имеет обозначение не яркости, а величины СП

Оптический проектор

Как правильно измерять яркость света

При тестировании лампочек и других осветительных приборов досконально выяснить уровень их яркости затруднительно, в виду округлости их поверхности. Чаще всего этот показатель определяют у мониторов, дисплеев и ТВ экранов.

Для того, чтобы получить верные показатели, необходимо соблюсти следующие условия:

• Экранировать объектив от посторонних источников света. В помещении можно производить замеры в условиях полной темноты.
• На объект измерения не должна падать тень (в том числе от прибора и человека, снимающего показания яркомера).

Тень на объекте измерения яркости

• В поле зрения датчика не должно находиться ничего, кроме измеряемого источника света.
• В начале и конце измерений проверяют уровень напряжения в сети.
• При наличии естественного источника света, отношение его освещенности к этому параметру не может превышать 0,1.
• Измерения производятся при нормальных погодных условиях.

Порядок измерения

Необходимый порядок действий для измерения уровня яркости:

• Включить яркомер и установить на нем режим измерения.
• Расположить его как можно ближе к источнику света, перпендикулярно лучам (параллельно поверхности).

Обратите внимание! Если поверхность горячая, расстояние до объекта измерения должно быть не меньше 1 см

• Во время снятия показаний прибор должен находиться в статическом положении.
• Произвести замеры в нескольких точках, затем рассчитать среднее значение.

Точки измерения яркости монитора

Нормы и порядок расчета

Требования к освещенности зависят от назначения конкретного помещения и вида деятельности человека. Стандарты, по которым измеряется показатель, установлены в ГОСТ Р 54944-2012, нормы – в СНиП. Все параметры относятся не только к полу, но и к плоскостям столов. Доступны таблицы, по которым можно определить люксы для любого объекта.

При разработке системы освещения для жилого дома (квартиры) можно воспользоваться данными из этой таблицы:

Норма согласно СНиП (лк)	Помещение
20	Проходы на чердаки, подвалы
20	Электрощитовые, котельные, вентиляционные камеры
20	Лестницы
50	Ванные. душевые, санузлы
50	Коридоры и холлы в домах (квартирах)
75	Гардеробные комнаты
100	Сауны, раздевалки, бассейны
150	Жилые комнаты и кухни
150	Тренажерные залы
200	Детские комнаты
300	Библиотеки, кабинеты

Расчет осуществлятеся из 2-х этапов:

• определения требуемого уровня свечения;
• определения количества лампочек.

Формула для расчета свечения:

Н*П*К, где:

Н – норма (согласно таблице);

П – площадь помещения;

К – коэффициент, зависящий от высоты потолков (1 для 2,5-2,7 м, 1,2 для 2,7-3 м, 1,5 для 3-3,5 м, 2 для 3,5-4,4 м).

Чтобы рассчитать количество ламп, полученный результат нужно разделить на люмены, указанные в их технической документации выбранных для монтажа лампочек.

Если проводятся работы по капитальному ремонту или реконструкции, расчетами занимаются сотрудники подрядчика.

Они учитывают особенности конструкции и материалов светильников, световое отражение от стен, полов, потолков, предметов интерьера в зависимости от характеристик облицовочного материала. Вид светильников предварительно обозначаются в проектной документации и техническом задании.

При подсчетах используется формула:

К=(Е*к*S*к1)/(Ф*к2), где:

Е – норма для горизонтально расположенных плоскостей;

к – коэффициент, рассчитанный с учетом отклонений в работе системы при перегорании отдельных источников света и перемещении предметов интерьера;

S – площадь помещения;

к1 – коэффициент неравномерности;

Ф – световой поток от одной лампочки (зависит от мощности и типа);

к2 – коэффициент в долях.

При самостоятельном проведении измерений и подсчетов следует учесть, что отраженный свет по мощности может мало отличаться от прямого.

Типовое значение светового потока для источников света

При приобретении осветительных устройств стоит обращать внимание на СП, который будет излучаться. На самих приборах и на упаковке не всегда проставлены значения этой величины

Всё зависит от фирмы изготовителя и достоверности информации. Лампочки накаливания продаются в картонном поясе и с численным обозначением напряжения и мощности на колбе. Сколько люмен выдаёт лампа, не написано. Однако присутствует связь между Р (Вт) и Ф (Лм).

Стандартные значения Ф для осветительных элементов

Лампа накаливания, мощность, Вт	Светодиодная лампа, мощность, Вт	Люминесцентная лампа, мощность, Вт	Световой поток, Лм
20	2-3	5-7	≈ 250
40	4-5	10-13	≈ 400
60	8-10	15-16	≈ 700
76	10-12	18-20	≈ 900
100	12-15	20-30	≈ 1200

Распространённые источники света

К сведению. Получившие популярность светодиодные лампы, как показывает таблица, устанавливать выгодно. При низком, по сравнению с другими источниками, энергопотреблении они отдают света больше.

Формула для расчёта

Расчётный показатель, определяющий уровень освещённости в помещении или его мощность, называется световым потоком и измеряется в люменах (Лм). Для вычисления одного люкса используется очень простая формула.

Таким образом, освещенность конкретной зоны меняется пропорционально световому потоку, исходящему от его источника. Чем дальше от излучателя располагается данный предмет, тем ниже будет его освещенность.

Особый интерес представляет ситуация, когда освещение той или иной площади происходит под определённым углом. В этом случае искомый показатель изменяет своё значение (снижается) пропорционально углу падения света.

Кроме того, эта величина для каждого конкретного помещения определяется назначением последнего, а также особенностями применения освещаемой площадки. При необходимости оценки этого показателя используется его нормируемое значение, установленное для того или иного объекта действующими стандартами.

Для складских хозяйств величина освещённости нормируется показателем в 50 Лк.