1). Podstawowe wielkości świetlne

1. strumień świetlny

2. światłość

3. natężenie oświetlenia

4. luminancja

Strumień świetlny Φ - jednostka - lumen [lm]

Strumień świetlny Φ - jednostka - lumen [lm]

• jest to wielkość wyprowadzona ze strumienia energetycznego

przez ocenę działania promieniowania na normalnego

obserwatora fotometrycznego.

• Dla widzenia fotopowego:

Pomiar strumienia świetlnego

• Pomiar strumienia świetlnego można wykonać w lumenomierzu kulistym , tj. w szczelnie zamkniętej kuli, pomalowanej w środku jasną, aselektywnie odbijającą światło, idealnie rozpraszającą farbą.

• Źródło o nieznanym strumieniu światła Φb porównuje się ze źródłem wzorcowym o znanym strumieniu Φw.

• Bezpośrednie oświetlenie ogniwa fotoelektrycznego - OF jest wyeliminowane przez przesłonę P.

• Natężenie oświetlenia na ogniwie E jest zatem poporcjonalne do strumienia świetlnego źródła wzorcowego oraz następnie źródła badanego.

• Pomiar z żarówką pomocniczą Ep (kolejno: przy nieświecącym wzorcu i źródle badanym) koryguje błąd wynikający z częściowego pochłaniania i odbijania strumienia świetlnego przez źródła zestawu pomiarowego.

Światłość I - jednostka - kandela [cd]

• jest to stosunek strumienia świetlnego dΦ , wysyłanego przez źródło

światła w kącie przestrzennym dω, do wartości tego kąta przestrzennego,

inaczej jest to gęstość kątowa strumienia świetlnego

Natężenie oświetlenia E - jednostka - luks [lx]

• - jest to stosunek strumienia świetlnego dΦ, padającego na

elementarną powierzchnię ds, do wartości tej elementarnej

powierzchni

• - inaczej jest to gęstość powierzchniowa strumienia świetlnego

3). Pomiar natężenia oświetlenia

• Pomiar natężenia oświetlenia wykonuje się przy użyciu miernika - luksomierza.

• Miernik taki zwykle składa się z ogniwa fotoelektrycznego połączonego z układem

pomiarowym, bezpośrednio wyskalowanym w luksach [lx].

• Wzorcowanie luksomierzy odbywa się na ławie fotometrycznej za pomocą lamp wzorcowych

o znanej światłości kierunkowej.

• Ocenę parametrów oświetlenia wewnętrznego i zewnętrznego, związanych z natężeniem

oświetlenia, przeprowadzamy w oparciu o wyniki pomiarów, wykonanych dla odpowiednio

dobranej lub określonej w normie siatki pomiarowej.

• W środku każdego pola mierzymy natężenie oświetlenia.

• Z pomiarów wyznaczamy wartość średnią oraz równomierności zgodnie z zależnościami:

• Otrzymane wartości porównujemy z wymaganiami normatywnymi.

Pomiar natężenia oświetlenia

• Na dokładność pomiarów mają wpływ:

• - proporcjonalność wskazań miernika w zależności od natężenia oświetlenia,

• - kąt padania światła - przy dużych kątach luksomierz wskazuje niższe wartości od rzeczywistych,

• - rozkład widmowy światła bezpośredniego i odbitego od ścian (luksomierze są wzorcowane przy wykorzystaniu Żarowych wzorców światłości). W świadectwie wzorcowania luksomierzy mamy podane współczynniki korekcyjne dla innych źródeł światła np. lamp sodowych, rtęciowych, metalohalogenkowych.

• - temperatura otoczenia

Pomiar luminancji

Pomiary luminancji wykonuje się miernikiem luminancji

• Wskazania miernika prądu fotoelektrycznego są proporcjonalne do

luminacji powierzchni bez względu na odległość pomiaru (ω = const i jest

to cecha danego miernika). Pole to może być zmieniane przez obiektyw lub

przesłony

Zarówki halogenowe - Zasada działania

W tradycyjnej Żarówce odparowany wolfram ze skrętki tworzy nalot na bańce. żarówka wytwarza coraz mniej światła w czasie eksploatacji.

Cykl halogenowy

W Zarówkach halogenowych stosuje się dodatek jodu lub bromu, dzięki czemu inicjowany jest tzw. halogenowy cykl regeneracyjny.

• Parujący ze skrętki wolfram łączy się z halogenem tworząc cząsteczki halogenków wolframu.

• W pobliżu skrętki lampy następuje rozpad halogenków, atomy wolframu osadzają się z powrotem na Żarniku,

• Halogen dyfunduje w kierunku bańki, by ponownie połączyć się z parującym wolframem.

• W rezultacie halogenowego cyklu regeneracyjnego następuje przeniesienie osadzonych na bańce atomów wolframu z powrotem na żarnik.

Typowe parametry: moc: 20W, 35W, 50W, 75W

trwałość: 2.000 h - 5.000 h

Dwa sposoby kierowania ciepła w żarówkach halogenowych

żarówka z odbłyśnikiem aluminiowym (ALU) jest idealna do zastosowania w sufitach podwieszanych, ponieważ nie następuje kumulacja ciepła w górnej części pomieszczenia. żarówka z odbłyśnikiem typu zimne lustro (CB) jest idealna do zastosowania przy oświetlaniu przedmiotów wrażliwych na ciepło. Ciepło kierowane jest w kierunku trzonka żarówki.

ŚWIETLÓWKI LINIOWE Sposób wytwarzania światła w świetlówkach

Wewnątrz świetlówki wytwarzane jest

Promieniowanie nadfioletowe. Promieniowanie to zamieniane jest na światło przez luminofor znajdujący się na wewnętrznej stronie bańki lampy. Świetlówki efektywnie przetwarzają energię elektryczną na światło, ich skuteczność świetlna sięga 104 lm/W.

Budowa świetlówki

Rura szklana o średnicy:

T5 - 16mm

T8 - 26mm

T12 - 38mm

zakończona trzonkami z dwoma kołkami

Wewnątrz:

• Elektrody - w postaci skrętki pokrytej emiterem, ułatwiającym zapłon

• Argon - gaz pomocniczy, inicjujący zapłon świetlówki

• Rtęć metaliczna, odparowująca pod wpływem temperatury.

Ciśnienie do 0,6 ÷1 Pa. Emisja głównie linii rezonansowych z

zakresu ultrafioletu.

Budowa świetlówki

Luminofor:

• - standardowy - dwupasmowy - np. 640 (33)

skuteczność świetlna - przeciętna

jakość światła - przeciętna

• - trójpasmowy- np. 830, 840 (biura, szkoły)

skuteczność świetlna - wysoka,

jakość światła - dobra

• - szerokopasmowy - np. 950 (pracownie plastyczne)

skuteczność świetlna - przeciętna,

jakość światła - bardzo wysoka

Schemat układu pracy świetlówki

• Po włączeniu lampy do zasilania, bimetalowa elektroda zapłonnika

nagrzewana jest przez wyładowanie świetlące. Następuje zwarcie.

• Prąd płynie przez elektrody, które nagrzewają się i emitują elektrony

• Bimetal w zapłonniku stygnie, rozwiera obwód i powoduje powstanie

impulsu napięciowego (ok. 1kV), inicjującego zapłon lampy

• Wyładowanie w świetlówce ma charakterystykę ujemną - musi być

stosowany statecznik, ograniczający prąd lampy

LED - zalety i wady

• duża trwałość sięgająca (30-50) godz.• odporność na wstrząsy,• łatwe sterowanie procesem ściemniania,• brak promieniowania UV,• łatwe uzyskiwanie światła barwnego,• natychmiastowe, bezzwłoczne zapalanie,• niskie napięcie zasilania (bezpieczeństwo),• małe wymiary• niewielki strumień świetlny,• duża temperatura złącza,• nieefektywne uzyskiwanie

światła białego,• duża wrażliwość na zmiany temperatury zewnętrznej• duża luminancja

7). Warunki dobrego widzenia (główne parametry określające otoczenie świetlne)

• Główne parametry określające otoczenie świetlne to:

• - rozkład luminancji,

• - natężenie oświetlenia,

• - olśnienie,

• - kierunkowość światła,

• - oddawanie barw oraz barwa światła,

• - migotanie światła,

• - oświetlenie dzienne.

Rozkład luminancji

• Rozkład luminancji w polu widzenia wpływa również na komfort widzenia. Należy unikać:

• - zbyt wysokich luminancji, które mogą powodować olśnienie,

• - zbyt dużych kontrastów luminancji, które powodują zmęczenie związane z ciągłą readaptacją wzroku,

• - zbyt niskich luminancji i zbyt małych kontrastów luminancji związanych z nieciekawym, niestymulującym środowiskiem pracy.

Natężenie oświetlenia

• Poziom natężenia oświetlenia w bezpośrednim otoczeniu pola pracy powinien być

dostosowany do natężenia oświetlenia pola pracy i powinien zapewnić zrównoważony

rozkład luminancji w polu widzenia.

• Natężenie oświetlenia w bezpośrednim otoczeniu pola pracy powinno być niższe

niż natężenie oświetlenia pola pracy

Olśnienie

• jest to stan w procesie widzenia, związany z pogorszeniem zdolności wykonywania pracy

wzrokowej (olśnienie przeszkadzające), lub odczuciem niewygody ( olśnienie przykre), w

wyniku występowania zbyt wysokich poziomów luminancji w polu widzenia lub niewłaściwego

rozkładu luminancji w czasie lub w przestrzeni.

Kierunkowość światła, modelowanie

• W normie podkreślono, że oświetlenie kierunkowe może być stosowane w celu podświetlenia

obiektów, wyeksponowania faktury powierzchni i poprawy wyglądu osób w otoczeniu. Jest to

określane mianem modelowania.

• Kierunkowe oświetlenie przedmiotu pracy wzrokowej może również wpłynąć na jego

widoczność.

• Nie podano praktycznie stosowanych proporcji pomiędzy składową kierunkową a rozproszoną.

Oddawanie barw

• Dla obiektywnego określania oddawania barw przez źródła światła został wprowadzony ogólny wskaźnik oddawania

barw Ra. Maksymalna wartość Ra = 100. Wartość ta maleje przy pogarszającej się jakości oddawania barw.

• Lampy o wskaźniku oddawania barw poniżej

Ra = 80 nie powinny być stosowane w pomieszczeniach, w których ludzie pracują lub przebywają przez dłuższy okres

czasu.

• Wyjątek stanowią pewne miejsca i/lub rozwiązania (np. oświetlenie oprawami high-bay).

Migotanie światła, Oświetlenie dzienne

8). Oświetlenie awaryjne-rodzaje

• Oświetlenie awaryjne jest przewidziane do stosowania podczas zaniku zasilania opraw do

oświetlenia podstawowego i dlatego oprawy oświetlenia awaryjnego są zasilane ze źródła

niezależnego od źródła zasilania opraw do oświetlenia podstawowego.

• Oświetlenie awaryjne jest ogólnym określeniem kilku specyficznych odmian oświetlenia.

• W normie określono wymagania oświetleniowe dotyczące systemów oświetlenia awaryjnego

instalowanych w obiektach lub w miejscach, w których systemy te są wymagane.

• Norma jest przeznaczona głównie do stosowania w miejscach publicznych lub w miejscach

pracy.

• Wymagania przedstawione w normie stanowią minimum dla celów projektowania i są przyjęte

dla pełnego okresu stosowania oświetlenia i przewidzianego w projekcie końca żywotności

sprzętu.

Pominięto udział w oświetleniu składowej rozproszonej natęŜenia oświetlenia, która powstaje w wyniku światła odbitego

• oświetlenie awaryjne: oświetlenie przeznaczone do stosowania

podczas awarii zasilania urządzeń do oświetlenia podstawowego.

• droga ewakuacyjna: Droga wyznaczona do ewakuacji w przypadku

awarii.

• oświetlenie ewakuacyjne: Część oświetlenia awaryjnego

zapewniająca bezpieczne opuszczenie miejsca przebywania lub

umożliwiająca uprzednie podjęcie próby zakończenia potencjalnie

niebezpiecznego procesu.

• oświetlenie drogi ewakuacyjnej: Część oświetlenia ewakuacyjnego

umożliwiająca skuteczne rozpoznanie i bezpieczne uŜytkowanie środków

ewakuacji przez osoby opuszczające miejsce przebywania.

• oświetlenie strefy otwartej (w pewnych krajach antypanikowe):

Część oświetlenia ewakuacyjnego stosowana w celu uniknięcia paniki

oraz umożliwienia dotarcia do miejsca, z którego droga ewakuacyjna

może być rozpoznana.

Oświetlenie zapasowe

Gdy oświetlenie zapasowe stosowane jest jako oświetlenie ewakuacyjne, to powinno ono

spełniać odpowiednie wymagania według niniejszej normy. Gdy przy oświetleniu zapasowym natężenie oświetlenia jest niższe niż minimalny poziom

natężenia przy oświetleniu podstawowym, oświetlenie to należy wykorzystać tylko do

przerwania czynności lub ich zakończenia.

Znaki bezpieczeństwa

Znaki bezpieczeństwa powinny być oświetlone w taki sposób, aby w ciągu 5 s osiągały

luminancję o wartości 50 % wymaganej luminancji, a w ciągu 60 s osiągały luminancję o

wartości wymaganej. Luminancja każdej części barwnej znaku bezpieczeństwa powinna wynosi co najmniej 2 cd/m2

we wszystkich kierunkach widzenia mających znaczenie dla bezpieczeństwa. Znak oświetlony wewnętrznie jest dostrzegany z większej odległości niŜ znak o takich samych

wymiarach oświetlony zewnętrznie.

Awaryjne oświetlenie ewakuacyjne

Oprawy powinny być umieszczane:

• a) przy każdych drzwiach wyjściowych przeznaczonych do wyjścia ewakuacyjnego;

• b) w pobliżu schodów, tak by każdy stopień był oświetlony bezpośrednio;

• c) w pobliżu każdej zmiany poziomu;

• d) obowiązkowo przy wyjściach ewakuacyjnych i znakach bezpieczeństwa;

• e) przy każdej zmianie kierunku;

• f) przy każdym skrzyżowaniu korytarzy;

• g) na zewnątrz i w pobliżu każdego wyjścia końcowego;

• h) w pobliżu każdego punktu pierwszej pomocy;

• i) w pobliżu każdego urządzenia przeciwpożarowego i przycisku alarmowego.

9). Podstawowe parametry ilościowe i jakościowe w oświetleniu drogowym

Podstawowym zadaniem oświetlenia drogowego jest zapewnienie warunków widzenia wymaganych dla bezpiecznego, szybkiego szybkiego wygodnego poruszania się użytkownika dróg i ulic.:

poziom luminancji (natężenia oświetlenia),

- Dla jej obliczenia konieczna jest znajomość charakterystyk odbiciowych obserwowanej

powierzchni. Dla matowych powierzchni luminancja jest

liniowo zależna od natężenia oświetlenia. Nawierzchnie dróg odbijają światło w sposób

kierunkowo-rozproszony

Istotny wpływ na wymagany poziom luminancji ma jasność otoczenia.

Zmienia ona poziom adaptacji wzroku.

Jasne otoczenie obniża czułość kontrastową oka - stąd dla skompensowania tego efektu należy podnieść poziom

luminancji drogi

Ciemne otoczenie powoduje adaptację wzroku do luminancji drogi, dlatego pogarsza widoczność w obszarach

ciemniejszych - np. na poboczu.

Równomierność luminancji - wydolność wzrokowa

O wydolności wzrokowej decyduje równomierność całkowita

Uo = Lmin/Lśr

Przy niskiej równomierności pogarsza się widoczność przeszkód w

najciemniejszych miejscach na drodze. Duże różnice w polu widzenia powodują obniżenie czułości kontrastowej oraz

powodują powstanie problemów związanych z adaptacją przejściową.

ograniczenie olśnienia

Olśnienie przeszkadzające pogarsza wydolność wzrokową, poniewaŜ na obraz drogi, powstający na

siatkówce, nakłada się światło rozproszone w oku. To zamglenie moŜe być przedstawiane jako

pewna ekwiwalentna „luminancja zamglenia” Lv

dostateczny kontrast luminancji przeszkód z tłem

detekcja wzrokowa przeszkód zależy głównie od kontrastu luminancji. Oświetlenie drogowe daje głównie ujemne kontrasty - przeszkoda ma być widoczna jako ciemna na jasnym tle. Wzrost luminancji jezdni poprawia widoczność przeszkód na drodze. Względny przyrost kontrastu progowego przeszkody wyrażony w procentach to przyrost progowy - TI

widmo promieniowania lamp

Dobór odpowiednich parametrów oświetleniowych, które w danej sytuacji, na danej drodze,

zapewnią odpowiednią wydolność wzrokową, komfort widzenia i bezpieczeństwo jest związany

z koniecznością określenia klasy oświetleniowej.

• Przyporządkowanie rozwaŜanej drodze lub jej fragmentowi klasy oświetleniowej umożliwia

pierwsza część normy PKN-CEN/TR 13201-1:2007

pozostałe zalecenia oświetleniowe dotyczą

-oddawania barw

-oświetlenia w zależności od nocnego natężenia ruchu

-prowadzenia wzrokowego.

prowadzenie wzrokowe

Nie ma wyraźnych wymagań

• Zaleca się:

- Dla dróg dwupasmowych z pasem dzielącym -

oświetlenie na pasie

- Na łukach - słupy po zewnętrznej

- Dla zróŜnicowania dróg moŜna zróŜnicować

barwę światła

M. Górczewska

---