Зачем проводить измерение освещённости? Доказано, что плохой (или наоборот, слишком хороший) свет через сетчатку глаза воздействуют на рабочие процессы мозга. И как следствие, на состояние человек. Недостаточная освещённость угнетает, понижается работоспособность, появляется сонливость. Слишком яркий свет, наоборот, возбуждает, способствует подключению дополнительных ресурсов организма, вызывая их повышенный износ.

Измерение освещённости рабочих мест проводят вместе с замерами уровня шума, пыле- и загрязнённости, вибрации - в соответствии с СанПин (санитарные правила и нормы). Медики уверены, что регулярное недостаточное освещение вызывает переутомление, снижение остроты зрения, снижает концентрацию внимания. То есть, есть все предпосылки для несчастного случая.

Плохой свет воздействует и на другие живые существа: растения, животных. То, что растения плохо растут без света – общеизвестный факт. Но недостаточная освещённость и на животных влияет так же. Последствия: нарушение роста и развития, снижение продуктивности, плохой набор массы тела, нарушение функции воспроизводства.

Что такое освещённость?

Освещённость – эта величина отношения светового потока к площади, на которую он падает. Причём падать он должен на эту плоскость именно перпендикулярно. Измеряется в люксах, lux. Один люкс равен отношению одного люмена к одному квадратному метру поверхности. Люмен – единица измерения светового потока. Это в системе международных единиц. В Англии и Америке применяют такие единицы измерения освещённости, как люмен на фут в квадрате. Или фут-кандела. Это освещённость от источника света силой в одну канделу на расстоянии одного фута от поверхности.

В Европе есть стандарт освещения рабочих помещений. Вот некоторые рекомендации из него: освещение в офисе, где не требуется разглядывать мелкие детали должно быть порядка 300 lux. Если рабочий процесс в течение дня протекает за компьютером или связан с чтением, рекомендуется освещение около 500 lux. Такое же освещение предполагается в переговорных комнатах. Не менее 750 lux в помещениях, где изготавливаются или читаются технические чертежи.

Освещение бывает естественным и искусственным. Источниками естественного освещения являются, разумеется, солнце, луна (точнее отражённый ею свет солнца), рассеянный свет небосвода (такое поэтическое название используется даже в протоколах измерения освещённости). Источниками искусственного освещения являются, разного рода, формы и конструкции, лампы и светильники, свет дисплеев компьютеров и мобильных устройств, экраны телевизоров и т. д.

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

Поток света, попадая на фотоэлемент, высвобождает поток электронов в теле полупроводника. Благодаря этому фотоэлемент начинает проводить электрический ток. Вот величина этого тока прямо пропорциональна освещённости фотоэлемента. Он и отражается на шкале. В аналоговых люксметрах шкала проградуирована в люксах, результат определяется по отклонению стрелки.

Сейчас на смену аналоговым приходят цифровые приборы для измерения освещенности. В них результат измерений выводится на жидкокристаллический дисплей. Измерительная часть во многих из них находится в отдельном корпусе и связана с прибором гибким проводом. Это позволяет проводить измерение в труднодоступных местах. Благодаря набору светофильтров пределы его измерений можно регулировать. В этом случае показания прибора нужно умножать на определённые коэффициенты. Погрешность люксметра, согласно ГОСТ должна быть не больше 10%.

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 в России для измерения освещённости руководствовались ГОСТ 24940-96. Это межгосударственный стандарт измерения освещённости. В этом ГОСТе используются такие понятия, как: освещённость, средняя, минимальная и максимальная освещённость, цилиндрическая освещённость, коэффициент естественной освещенности (КЕО), коэффициент запаса, относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения.

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. В обоих ГОСТах подробно описываются методы измерения освещенности.

Измерения проводятся отдельно по искусственному и естественному освещению. При этом нужно следить, чтобы на прибор не падала какая-либо тень, и поблизости не было источника электромагнитного излучения. Это внесёт помехи в результаты. После того как сделаны все необходимые замеры освещенности, на основе полученных результатов, по специальным формулам, рассчитываются нужные параметры, и делается общая оценка. То есть, полученные параметры сравниваются с нормативом, и делается вывод о том достаточно ли освещённость данного помещения или территории.

На каждый вид измерений в каждом помещении или участке улицы заполняется отдельный протокол. Оценочный протокол выдаётся как по каждому помещению или территории, так и по всему объекту. Этого требует «ГОСТ. Измерение освещённости» должно быть выполнено по правилам.

Какой свет нужен?

Исследования в этой области показывают, что холодный свет снижает уровень сонливости, улучшает концентрацию внимания. Объясняется это подавлением короткими волнами (ультрафиолетовый, синий цвет) мелатонина. Это гормон, который регулирует суточные ритмы. А если этот свет будет ещё и ярким, то это поможет справиться с депрессией. Главное – не переборщить. А то из одной крайности можно угодить в другую, получить нарушение сна. Освещение холодным светом в течение дня должно быть умеренным. И это при достаточной освещённости, которая не будет заставлять напрягать зрение или, наоборот, щуриться.

Вечером же, наоборот, предпочтителен приглушённый свет тёплых тонов. Он способствует расслаблению, полноценному отдыху, отходу ко сну. Нужно избегать резких и ярких вспышек света, особенно холодного тона.

Конечно, одноразовые нарушения этих правил не вызовут серьёзных нарушений здоровья. Но если это случается регулярно проблем с нарушением функций организма не избежать. Такая вещь, как свет только на первый взгляд кажется пустяком. Периодический контроль над ним, измерение освещённости необходимы.

Рассмотрены измерения освещенности и коэффициента отражения фотоаппаратом, а так же калибровка измерений с использованием лампы накаливания в домашних условиях.

Статья содержит разделы:

Измерение освещенности в помещении выполняют в соответствие с . В этом стандарте перечислены рекомендуемые приборы для измерения - люксметры, и указаны контрольные точки, в которых производятся измерения. Люксметр содержит фотометрическую головку и блок обработки. Процесс измерения горизонтальной освещенности на поверхности стола показан на Рис. 1. Фотометрическую головку перемещают по поверхности стола в соответствие с выбранными контрольными точками и фиксируют показание. Интересуют: минимальное значение освещенности и среднее значение (сумма показаний люксметра, поделенная на количество измерений).

Рис. 1 Измерение освещенности люксметром

Рекомендуемые нормы освещенности жилых помещений содержатся в Таблице 1 . В жилых помещениях нормируют горизонтальную освещенность на уровне пола (Г-0,0). В административных зданиях в основном освещенность нормируют на рабочей поверхности стола, на высоте 0,8 метра от пола (Таблица 2).

При использовании ламп накаливания и галогенных ламп следует учитывать рекомендации п. 3.1.7 . Эти лампы относят к источникам света с улучшенной цветопередачей и при их использовании нормы освещенности могут быть уменьшены на одну ступень.

Измерение освещенности фотоаппаратом

Конструкция цифрового фотоаппарата близка к конструкции яркомера, предназначенного для измерения яркости освещенных поверхностей. Таких как фасады домов и дорожные покрытия. Косвенно таким яркомером можно измерить освещенность. При этом погрешность измерения будет зависеть от точности определения коэффициента отражения поверхности. Если использовать белый лист белого ватмана, например формата А4, или качественную бумагу для принтеров, то коэффициент отражения с небольшой погрешностью можно принять 0,8…0,85. Не стоит использовать фотобумаги, особенно глянцевые.

Используют фотоаппарат в качестве яркомера с последующим расчетом освещенности в следующей последовательности:

На плоскость, на которой необходимо измерить освещенность кладут лист белой бумаги. В центре листа необходимо нарисовать небольшой кружек или крестик, или положить небольшой предмет, что бы фотоаппарат мог наводиться на резкость. На Рис. 2 на листе бумаги лежит фотометрическая головка люксметра - по ней фотоаппарат и наведется на резкость. Лист белой бумаги положен на то место, где на Рис. 1 лежала фотометрическая головка;

Сфотографировать лист белой бумаги в автоматическом режиме при отключенной вспышке. Фотографировать необходимо так, что бы на бумагу не попадала тень, создаваемая фотографирующим и лист белой бумаги должен занять весь кадр;

Рис. 2 Подготовка к измерениям

Рис. 3 Сфотографированный лист бумаги

Для вычисления освещенности необходимо посмотреть параметры экспозиции при съемке: выдержку t, диафрагму F и чувствительность ISO. Для этого необходимо загрузить фотографию в компьютер и посмотреть ее свойства (нажав на ярлык фотографии правой кнопкой мыши), либо, что значительно проще, после наведения фотоаппарата на резкость посмотреть на его дисплее значения экспозиции. Величину измеренной освещенности вычисляют по приближенной формуле:

Е=125.F 2 .t/ISO, лк

В этой формуле под выдержкой t подразумевается не время экспозиции, а знаменатель выдержки. То есть если выдержка составила 1/100 секунды, то в формулу подставляем t=100. Коэффициент 125 подходит для большинства современных цифровых фотоаппаратов, но для некоторых моделей фотоаппаратов может быть другим. Далее будет показано, как можно выполнить калибровку фотоаппарата и соответственно скорректировать этот коэффициент.

В таблице на Рис. 4 рассчитаны величины освещенности для некоторых величин диафрагмы и чувствительности матрицы фотоаппарата ISO.

Рис. 4 Таблица для измерения освещенности

Погрешность измерения определяется: шагом переключения выдержек фотоаппарата (диапазон изменения реальной освещенности примерно на 20% при таких измерениях отображается как одно значение), отклонением коэффициента отражения бумаги от предполагаемого, отсутствием корректирующих светофильтров, которые всегда присутствуют в люксметрах. Корректирующие светофильтры необходимы для приведения спектра света к характеристике его восприятия глазом человека.

Сравнение измерений освещенности, выполненных люксметром ARGUS-01 и фотоаппаратом Canon digital IXUS 75, показало расхождение результатов измерений в пределах ± 15-20%. Измерения были произведены при искусственном освещении в диапазоне 50 - 500 лк и естественном освещении в пределах 200 - 50000 лк.

Калибровка фотоаппарата в качестве люксметра

В интернете можно встретить большое количество различных рекомендаций по измерению освещенности фотоаппаратом. При этом интерпретации результатов измерения разных авторов значительно различаются. Поэтому необходимо иметь простой и доступный способ калибровки фотоаппарата. Для этого понадобится источник света с хорошо повторяющимися характеристиками. Пожалуй, самым доступным источником света с заранее известными характеристиками является обычная лампа накаливания. Световой поток ламп и номинальное напряжение указывают на их упаковке. Ни в коем случае для калибровки нельзя использовать светильник. В светильнике за счет плафона сила света может возрасти в два и более раз. Лампу следует ввернуть в обычный патрон.

Кривая силы света (КСС) ламп накаливания имеет максимум в направлении, противоположном цоколю. Для лампы со световым потоком Ф=1000 люмен (лм) сила света I в этом направлении равна 100 кандел (кд). Для ламп с другими значениями светового потока Ф сила света I в направлении, противоположном цоколю рассчитывается по формуле:

I=100.Ф/1000=Ф/10

Освещенность Е на рабочей плоскости определяется соотношением:

Е=I.cosα/r 2 ,

здесь r - расстояние в метрах от спирали лампы до рабочей плоскости, на которой необходимо создать калиброванный уровень освещенности; α -угол между направлением силы света и нормалью к рабочей плоскости. Для нашего случая угол α близок к нулю, и соответственно можно принять cosα=1.

Тогда освещенность рабочей плоскости вычислим по формуле:

Е=Ф/(10 .r 2), лк

Например, для лампы накаливания мощностью 95 Вт, имеющей световой поток 1250 лм при расстоянии от спирали лампы до рабочей плоскости 0,65 м освещенность Е=1250/10.0,65 2 =1250/4,225=296 лк.

Схема осветительной установки для выполнения измерений показана Рис. 5. Лампа подвешена в центре комнаты к потолку (проще всего подвес закрепить к люстре, если она имеется в комнате).

Рис. 5 Калибровка фотоаппарата

Что бы ни допустить возникновения больших погрешностей необходимо выполнить следующие условия:

Лампа накаливания должна быть новой. После 500 - 700 часов работы ее световой поток может упасть на 15 и даже 20%.

Расстояние r от спирали лампы до рабочей плоскости должно быть как минимум в 5 раз меньше, чем расстояние от лампы до стен и потолка. Иначе свет, отраженный от потолка и стен, попадая на рабочую плоскость, увеличит ее освещенность. Если расстояние r превышает расстояние до стен и потолка только в 2 - 3 раза, то погрешность может составлять десятки процентов. Данную погрешность можно значительно снизить, используя защитный экран из материала с низким коэффициентом отражения. Черная бумага имеет коэффициент отражения ρ около 0,05. Черный бархат имеет ρ, близкий к 0,01. В следующей главе будет рассказано, как измерить коэффициент отражения. Кроме того защитный экран защитит фотоаппарат от прямого излучения лампы.

Если напряжение в сети существенно отличается от номинального напряжения лампы, то необходимо ввести поправку. Величину номинального напряжения ламп накаливания наносят на ее колбу рядом с маркировкой номинальной мощности (эти обозначения так же присутствуют на упаковке лампы). При превышении напряжения в сети на 5% над номинальным напряжением лампы, ее световой поток увеличивается уже на 17,5%, (изменение напряжения на 1% изменяет световой поток на 3,5%). Соответственно световой поток уменьшается, если номинальное напряжение сети ниже номинального напряжения лампы. То есть если номинальное напряжение лампы 220 В, а измеренное напряжение в сети составляет 230 В (превышение напряжения на 4,5%), то для лампы накаливания мощностью 95 Вт, и номинальным световым потоком 1250 лм фактический световой поток увеличится на 4,5.3,5=15.75% и приблизительно равен 1250.1,16=1450 лм. При расстоянии от спирали лампы до рабочей плоскости 0,65 м (как в предыдущем примере) освещенность в этом случае будет равна Е=1450/10.0,65 2 =1250/4,225=343 лк.

Введение поправок описано в п. 7.1.7 . Целесообразно использовать лампу с номинальным напряжением, близким к напряжению в сети (как правило, лампы накаливания выпускают на 220, 230 и 235 В).

Измерение коэффициента отражения поверхности

При помощи фотоаппарата так же можно измерить коэффициент отражения, например, обоев. Коэффициент отражения входит в расчетные формулы при расчете освещенности и представляет собой отношение отраженного от исследуемой поверхности светового потока Ф отр к падающему на поверхность потоку Ф пад. Отсутствие информации о коэффициенте отражения поверхностей зачастую приводит к большим ошибкам в светотехнических расчетах. Для этого можно сфотографировать (обязательно при выключенной вспышке) фрагмент исследуемых обоев и лист белой бумаги. Бумага и обои во время фотосъемки должны находиться на одном и том же месте. Условия освещения фотографируемых поверхностей должны быть одинаковыми. Для повышения точности можно выполнить несколько измерений и результаты усреднить. Диафрагма и чувствительность ISO в обоих случаях должны быть неизменными. Вычислить коэффициент отражения исследуемой поверхности ρ иссл. можно по формуле:

ρ иссл. = 0,82. t 1 / t 2

Здесь число 0,82 - коэффициент отражения эталонной поверхности (листа ватмана),

t 1 - знаменатель выдержки при фотографировании исследуемого образца, t 2 - знаменатель выдержки при фотографировании листа белой бумаги.

Если фотоаппарат позволяет определять выдержку после его наведения на исследуемую плоскость по экрану дисплея фотоаппарата, то саму фотосъемку производить не обязательно.

На Рис. 6 показана фотография обоев на стене, выполненная при искусственном освещении. Далее на место сфотографированных обоев был помещен лист ватмана и так же сфотографирован. Положение фотоаппарата в обоих случаях зафиксировано в одном месте.

Рис. 6 Фрагмент обоев

При измерении коэффициента отражения показанных на Рис. 6 обоев диафрагма фотоаппарата имела значение 2,8. Чувствительность матрицы фотоаппарата ISO = 80. При фотографировании обоев выдержка составила величину t 1 = 1/10 секунды. При замещении обоев белой бумагой выдержка равна t 2 = 1/13 секунд.

Коэффициент отражения белой бумаги ρ бумага можно принять равным 0,82. Тогда искомый коэффициент отражения обоев ρ обои определим как: ρ обои = 0,82.10/13=0,63. После усреднения серии измерений при естественном и искусственном освещении коэффициент отражения данного образца обоев снижен до 0,55.

На Рис. 7 показана таблица с рассчитанными коэффициентами отражения. Здесь значения выдержек при калибровке (на желтом фоне) соответствуют выдержке t 2 при наведении фотоаппарата на лист белой бумаги, а в режиме измерения t 1 - наведение фотоаппарата на исследуемый образец.

Рис. 7 Таблица для измерения коэффициентов отражения

При измерении коэффициента отражения тканей следует учитывать светопропускную способность ткани. Для минимизации влияния отражения света от поверхности, на которой лежит ткань, желательно в качестве этой поверхности использовать лист черной бумаги.

Погрешность измерения довольно велика и в первую очередь определяется шагом переключения выдержки фотоаппарата. А так же различием отражательных свойств исследуемых образцов и ватмана.

При измерении отражающих свойств поверхностей в светотехнических лабораториях используют специальные фотометрические шары, позволяющие выполнить измерения с высокой точностью. Для измерений в домашних условиях описанные в статье методы вполне приемлемы.

Примерные коэффициенты отражения поверхностей различных цветов показаны на Рис.8. Измерения выполнены при солнечном свете.

Рис.8 Коэффициенты отражения различных поверхностей

№1 - 0,05; №2 - 0,08 ; №3 - 0,1; №4 - 0,13; №5 - 0,21; №6 - 0,35; №7 -0,55 ; №8 - 0,55; №9 - 0,55.

Синие и зеленые цвета в зависимости от их насыщенности (светлые тона, темные тона) могут иметь коэффициент отражения от 0,15 до 0,6. Красные цвета имеют коэффициент отражения от 0,1 до 0,3.

Следует обратить внимание, что фотографии одних и тех же поверхностей, снятых при естественном и искусственном освещении могут иметь различный вид. Например, поверхность №8 на Рис. 8, это те же обои, что и на Рис. 6. Но, показанные на Рис. 6 обои сняты при искусственном освещении, а на Рис. 8 - при естественном.

Сегодня мы поговорим про освещенность помещений, в чем она измеряется и с помощью каких приборов ее можно замерить.

Важные факторы

Одним из важных факторов, который учитывается как при строительстве здания, так и при его эксплуатации является уровень освещенности.

Данный показатель очень важен, поскольку влияет на здоровье глаз человека, его трудоспособность, физическое и психоэмоциональное состояние.

Поэтому освещенность помещения входит в положения по охране труда.

Освещение здания делится на две составные – естественное освещение и искусственное.

Естественным является дневное солнечное освещение, которое попадает в здание через технологические проемы, сделанные в нем при строительстве – окна.

Искусственное освещение

В темное же время суток освещенность производится искусственно – всевозможными электрическими лампами.

Искусственное освещение может применяться и в дневное время при слабом дневном свете, а также у зданий, где технологически невозможно проделать соответствующее количество окон, к примеру, цокольные этажи зданий или подвалы.

Также учитываются состояние атмосферы, географическое положение.

В какие единицах измеряется освещенность

Освещенность измеряется в люксах (Лк) и соответствует она световому потоку, который приходится на определенную единицу площади помещения. Зачастую для измерения используется квадратный метр помещения. Существуют .

В свою очередь, световой поток – это мощность излучения, которая воспринимается человеческим глазом, измеряется в люменах (Лм).

Искусственное освещение помещения зависит от его назначения. Для упрощенного расчета приняты нормы, которые указывают, каким должен быть этот параметр для того или иного здания.

К примеру, в офисном помещении освещенность должна соответствовать 20-300 Лк, а для складского достаточно освещения и на уровне 50 Лк.

В расчет освещенности также входит характеристики зрительной работы.

Определено 7 уровней зрительной работы, которые учитывают напряжение глаз человека при выполнении той или работы.

Наибольшую освещенность требуют помещения, в которых выполняются работы высокой точности, меньше же всего освещения установлено для помещений контроля за производственным процессом.

Учитываются также условия выполнения работы и пребывания в помещении.

Данный критерий разделен на 4 подразряда – постоянная работа, периодическая работа при постоянном пребывании в помещении, периодическая работа при периодическом пребывании и просто наблюдение за коммуникациями.

Виды освещения

Используется 4 вида искусственного освещения:

• Общее (при этом освещении производиться равномерное распределение светового потока на всю площадь помещения. Достигается оно путем равномерного рассеивания источников света по всей площади с соблюдением расстояния между ними);
• Местное (используется для улучшенного освещения отдельного рабочего участка);
• Комбинированное (включает в себя общее и местное освещение);
• Аварийное (редко используется. Предназначено для обеспечения освещения при отключении основного источника света).

Виды ламп для освещения помещения

Искусственная освещенность выполняется за счет использования электрических ламп, которые преобразовывают электроэнергию в световой поток.

В свое время самыми распространенными являлись лампы накаливания. Широкий диапазон этих ламп по мощности позволяло подобрать источник света с требуемым под определенные условия световым потоком.

Последнее время они стали менее востребованы, поскольку являются экономически затратными.

Второй вид ламп, применяемых для освещения – люминесцентные.

Эти источники света являются газоразрядными, в которых световой поток возникает за счет преобразования электрического разряда люминофором в световой поток.

Эти лампы более экономичны, поскольку при работе они не расходуют часть потребляемой энергии на выделение тепла, как это происходит в лампах накаливания.

Третий вид ламп, используемых для освещения помещений – светодиодные. Данный тип ламп является самым экономичным.

Экономическая эффективность данных всех видов ламп берется из расчета количества светового потока, выделяемого лампой и затрат электроэнергии, которые идут на обеспечение освещенности.

Согласно этого расчета таблица расхода электроэнергии на выделение определенного светового потока выглядит так:

Осветительные приборы различаются между собой конструкцией, физическими свойствами и техническими характеристиками. Параметры световых приборов вызывают множество вопросов и споров, особенно единица измерения освещенности. Нередко ее путают с другими понятиями, например, с силой света или яркостью. Кроме того, многие потребители покупают осветительные приборы, ориентируясь на величину суммарного , без учета тепловых и световых потерь.

Что такое освещенность

Понятие освещенности тесно связано с величиной светового потока, измеряемого в лабораториях при помощи специального оборудования. Сама освещенность может быть определена самостоятельно, и ее величина учитывается соответствующими СНиПами. Для вычисления этого параметра пользуются световым потоком, измеряемым в люменах, находящийся в соотношении с площадью освещаемой поверхности. Он должен падать на поверхность под углом 90 градусов. Освещенность измеряется в специальных единицах - люксах (лк).

Величина светового потока оказывает непосредственное влияние на физическое и психологическое состояние человека. Слишком слабое освещение угнетает головной мозг, а слишком яркое, наоборот, действует возбуждающе на мозговые процессы. Подобное негативное влияние вызывает преждевременный износ организма, пагубно влияет на органы зрения.

Поэтому при составлении проекта освещения и размещения приборов освещения обязательно используется коэффициент запаса, учитывающий вероятное падение освещенности в процессе эксплуатации. Постепенно оптические компоненты изнашиваются, загрязняются, что приводит к снижению яркости искусственного света. Кроме того, происходит снижение коэффициента естественной освещенности, поскольку отражающие свойства окружающих предметов постепенно изменяются.

Освещенность в первую очередь измеряется на рабочем месте. Одновременно определяются звуковые колебания, учитывается степень загрязненности, электромагнитное и даже гамма излучение. Результаты замеров позволяют создать наиболее оптимальные условия труда, в соответствии с санитарными нормами и правилами.

В каких единицах измеряется освещенность

На единице измерения освещенности следует остановиться более подробно. Общепринятой единицей считается люкс, представляющий собой такую освещенность, когда на поверхность площадью 1 м 2 происходит падение светового потока в 1 люмен.

Сколько же освещенности фактически включает в себя единица измерения 1 люкс? С этой целью нужно сравнить между собой несколько стандартных параметров, основанных на человеческой физиологии, закрепленных строгими медицинскими правилами и государственными стандартами. Без их соблюдения невозможно утверждение любого строительного проекта.

Степень освещенности в 1 лк создается обычной свечой, расположенной на расстоянии 1 м от освещаемой поверхности. С помощью этого нехитрого приспособления вполне возможно с достаточно высокой точностью откалибровать самодельный измерительный прибор - люксметр.

В качестве примеров для сравнения можно взять несколько известных видов освещенности.

• Яркий солнечный свет в полдень составит 100-140 тыс. лк
• Небо без туч днем - 6200 лк
• Настольная лампа, освещающая стол - 500 лк
• Освещенность в тени в солнечный день - 430 лк
• Наступление сумерек в вечернее время - 70 лк
• Начало ночи с лунным освещением - 1,5 лк.

Источники освещения и поверхности, отражающие свет, не всегда выглядят в виде отдельно взятых точек. Если органы зрения способны различить их форму, то речь пойдет об еще одной фотометрической величине, известной как яркость. Ее физические свойства похожи на силу света, однако в данном случае это отношение не будет абсолютным. Оно соразмеряется с площадью, которую имеет отражающая или излучающая поверхность.

Яркость, как физическое понятие, является единственной фотометрической величиной, которую может нормально воспринимать человеческий глаз. Она наглядно проявляется в свойствах крупных источников света, состоящих из большого количества точечных излучателей. При условии их одинаковой яркости, общий свет большого прибора освещения будет восприниматься единым целым.

Перечень основных единиц измерения

Существует несколько основных единиц измерения, тем или иным образом характеризующих параметры света. Среди них наиболее известными и распространенными являются следующие:

• Световой поток. Представляет собой мощность излучения света. Это видимый спектр излучения, связанный со световым ощущением, воспринимаемым человеческим глазом. Данная величина измеряется в люменах (лм). Например, световой поток, излучаемый 100-ваттной лампой накаливания, составляет 1350 лм, а люминесцентной лампой ЛБ40 - 3200 лм.
• Сила света. Плотность светового потока относительно окружающего пространства. По своей сути является пропорцией, где световой поток соотносится с телесным углом, в пределах которого происходит равномерное распределение излучения. Единица измерения - кандела (кд).
• Освещенность. Световой поток, падающий на поверхность, обладает поверхностной плотностью. Он равномерно распределяется и соотносится с площадью освещаемой поверхности. Единицей измерения служит - люкс (лк), равный 1 лм/1 м 2 .
• Яркость. Представляет собой силу света с поверхностной плотностью в установленном направлении. Единица измерения - кд/м 2 .
• Светимость. Световой поток, испускаемый поверхностью с плотностью, представляющей собой отношение светового потока и площади светящейся поверхности. Единица измерения - 1 лм/м 2 .

Приборы для измерения уровня освещенности

Уровень освещенности измеряется прибором - люксметром. Это небольшое переносное устройство работает примерно так же, как и фотометр. Поток светового излучения попадает на полупроводниковый фоточувствительный элемент и начинает отрывать от него электроны, приходящие в упорядоченное движение. В результате, происходит замыкание электрической цепи. При этом, величина силы тока находится в пропорциональной зависимости с интенсивностью освещения фотоэлемента и отображается на шкале аналоговых устройств.

В настоящее время практически не осталось приборов со стрелками, им на смену пришла цифровая измерительная аппаратура. Каждый люксметр оборудован жидкокристаллическим дисплеем и фоточувствительным датчиком, расположенным в отдельном корпусе. Для соединения между собой этих двух деталей применяется гибкий провод.

Перед началом замеров освещенности люксметр устанавливается в горизонтальное положение. Современные ГОСТы требуют, чтобы для измерений использовались разные точки помещения в соответствии с установленной схемой. Естественное и искусственное освещение замеряется отдельно. При выполнении процедуры не допускается попадания на прибор даже малейшей тени. Не должно быть поблизости и любых источников электромагнитных волн. Все эти факторы могут создать помехи и повлиять на результаты измерений.

Полученную величину освещённости необходимо сравнить с параметром, установленным ГОСТом. На основании этих данных делаются выводы о достаточной или недостаточной освещенности какого-либо помещения или территории. После проведения испытаний составляется оценочный протокол.

Освещенность и светодиодные приборы

В процессе освещения светодиодами выделяется большое количество тепла. Для его рассеивания применяются теплопроводящие конструкции из алюминия, охлаждающие ребра и другие элементы, которые являются нейтрализаторами действия тепла. Создавая новые светильники, специалисты обязательно учитывают взаимную связь между освещенностью и потерями тепла.

Эксплуатационные сложности появляются, когда температура повышается свыше 50 градусов. В связи с этим замеры следует проводить примерно через два часа после начала работы светодиодных ламп. Чтобы исключить погрешность, измерение освещенности выполняются периодически, на протяжении всего рабочего дня. Подобные исследования рекомендуется проводить не реже 1 раза в течение года.

Люксметр Ю-116 предназначен для измерения освещенности, создаваемой люминисцентными лампами, лампами накаливания и естественным светом.

Прибор состоит из измерителя (гальванометр) и селенового фотоэлемента с насадками. Принцип работы: под действием света в селеновом фотоэлементе возникает электроток, силой тока, пропорциональной силе падающего света, который регистрируется магнитно-электрическим измерителем. Показания прибора выражаются в люксах (лк).

На панели прибора имеются две шкалы (от 0 до 1 лк и от 0 до 30 лк) и две кнопки переключения диапазонов с табличкой пересчета освещенности на тип применяемой насадки. На каждой шкале точкой обозначено начало отсчета измерений: 1-й диапазон от 20 лк, 2-й диапазон от 5 лк.

На боковой стенке прибора имеется полюсная вилка для присоединения фотоэлемента. Селеновый фотоэлемент находится в пластмассовом корпусе.

Для уменьшения косинусной погрешности применяется насадка на фотоэлемент, состоящая из полусферы, выполненная из белой светорассеивающей пластмассы и непрозрачного пластмассового кольца, имеющего сложный профиль.

Насадка обозначена буквой "Н" и применяется только в сочетании с поглощающими насадками "М", "Р", "Г", каждая из этих трех насадок совместно с насадкой "К" образует три поглотителя с коэффициентом ослабления: "КМ" - в 10 раз, "КР" - в 100 раз, "КГ" - в 1 раз, что значительно расширяет диапазон измерений.

Порядок выполнения измерений:

1.Выбрать и установить поглощающие насадки (в помещении обычно начинают с насадок "КР", на улице - с насадок "КГ").

2.Подсоединить фотоэлемент к измерителю (соблюдать полярность 1).

3.Фотоэлемент поместить на исследуемую поверхность (плоскость).

4.Нажать правую кнопку и снять показания прибора по шкале 20-100

а) если стрелка находится в пределах от 0 до 20 лк, нажать левую кнопку показания по шкале 5-30 лк;

б) если стрелка находится в пределах от 0 до 5 лк необходимо перейти на насадку "КМ".

5.Отсчет показаний. Показания прибора умножаются на степень ослабления насадки и поправочный коэффициент (для ламп накаливания 1,0, для лю-минисцентных ламп ЛБ - 1,15, ЛДЦ-0,95, ЛХБ- 1,03).

Например: люминисцентные лампы белые ЛБ, показания прибора 36 лк, насадка "КР", Е = 36 х 10 х 1,15 = 414 лк.

6.Выключить прибор, отсоединить фотоэлемент, снять насадки.

Определение светотехнических показателей естественного и искусственного освещения с помощью люксметра Ю-116.

1.Определение горизонтальной освещенности естественным светом проводится в нескольких точках с наилучшими и наихудшими световыми условия­ми (у окна, в центре помещения, у внутренней стены). Высчитывается среднее значение освещенности.

2.Определение КЕО. Определяется средняя горизонтальная освещенность внутри помещения и освещенность под открытым небом. КЕО рассчитывается по формуле:

КЕО = (Е внутр / Е наруж) х 100%

3.Определение горизонтальной освещенности на рабочем месте (выполняется в темное время суток). При выполнении исследования днем необходимо определить освещенность при включенном освещении, затем при выключенном. Разница будет составлять искусственное освещение.

4.Определение коэффициента неравномерности. Определяется освещен­ность в нескольких точках на рабочей поверхности на расстоянии 0,5 м друг от друга. Освещенность должна отличаться не более чем на 30% (0,3).

5.Определение коэффициента отражения поверхности. Определяется освещенность поверхности (стена, потолок, стол и т.д.) затем фотоэлемент поворачивают на 180 градусов и определяют отраженную освещенность на расстоянии 20-30 см от поверхности.

Расчет по формуле:

Е отр.

К.отр.= х 100%

Е общ.

Определение горизонтальной освещенности источников искусственного света упрощенным методом "ватт" (по удельной мощности).

Данный метод позволяет ориентировочно оценить уровень искусственного освещения в помещении при условии равномерного размещения светильников.

Расчет основан на зависимости средней горизонтальной освещенности от суммарного светового потока всех источников и размеров помещения.

1. Удельная мощность всех источников находится по формуле:

Р = W 1 + W 2 + W N / S , ГДЕ

Р - удельная мощность, вт/м 2

S - площадь помещения, м 2

W 1 ;W 2 ….. W n - мощность отдельных источников света, вт.

2. Горизонтальная освещенность находится по формуле:

Е = Р х В , где

Е - горизонтальная освещенность, лк

Р - удельная мощность, вт/м 2

В - световая отдача источников, лм/вт (или освещенность, создаваемая лампой накаливания - лк, при удельном расходе энергии в 1 вт/м 2).

Находится по таблице № 4. (Для люминисцентных ламп В = 10 лм/вт).

Таблица № 4 Световая отдача ламп накаливания лм/вт в зависимости от мощности и типа светильника