Das Verständnis, wie die Maßeinheiten „Lumen“ und „Lux“ richtig zueinander in Beziehung stehen und wo sie verwendet werden, ist notwendig, um folgende Alltagssituationen erfolgreich zu lösen:
- Bestimmung und Überprüfung der Beleuchtung in einem Wohngebiet auf Einhaltung der Norm;
- die Position der Leuchten, um überall im Raum die gleiche Beleuchtung zu erzeugen;
- Vermeidung von übermäßigem Stromverbrauch für Beleuchtungsgeräte;
- Vorbeugung von Augenkrankheiten, die durch Lichtmangel entstehen, und von negativen körperlichen Zuständen, die durch eine Verletzung des Biorhythmus verursacht werden.
Inhalt
Was ist lumen und lux
Jede Lichtquelle kann durch die Stärke des emittierten Lichts charakterisiert werden. Im internationalen metrischen System wird er in Candela (cd) gemessen. Die Ableitung der Candela ist ein Wert, der den Lichtstrom direkt charakterisiert – Lumen, abgekürzt – lm.
Wichtig: Bei modernen Lampen und Produkten mit LEDs wird der Wert des von ihnen abgegebenen Lichtstroms in Lumen oder der Wert der Lichtleistung in Lumen pro Watt (lm / W) angegeben.
Die Lichtausbeute in konkreten Zahlen beschreibt die Effizienz der Umwandlung elektrischer Energie in Licht und charakterisiert die Effizienz der Lampe. Um nur Lumen zu erhalten, müssen Sie den Wert in lm / W mit dem Wert der Leistung des Produkts in Watt multiplizieren. Beispielsweise beträgt die Lichtleistung einer 100-Watt-Glühlampe 15 lm/W. Theoretisch gibt sie Licht von 1500 Lumen ab. In der Realität gibt es immer Verluste im Öffnungsverhältnis. Das liegt in erster Linie am Material der Lampe selbst.
Die Betrachtung der Bewegung von Lichtwellen im Raum führt zwangsläufig zum Begriff der Beleuchtung, denn Licht strahlt nicht in sich selbst, sondern wird immer von der Quelle nach außen gerichtet und macht andere Objekte für das menschliche Auge sichtbar. Offensichtlich fällt es in diesem Fall auf die Oberfläche eines bestimmten Bereichs, wodurch es beleuchtet wird.
Lux ist eine Maßeinheit für die Beleuchtungsstärke. Wenn ein Lichtstrom von 1 Lumen senkrecht und gleichmäßig auf eine Fläche einer Flächeneinheit (1 m²) fällt, beträgt seine Beleuchtung 1 Lux.
Der Absolutwert der Beleuchtung in Lux ist immer ein Vielfaches des Werts des Lichtstroms in Lumen für jede spezifische Lichtquelle, da das Verhältnis zwischen diesen Werten umgekehrt proportional ist. Je größer die beleuchtete Fläche, desto schlechter die Beleuchtungseigenschaften. So beleuchtet zum Beispiel eine Glühlampe mit 1500 lm, die in einem undurchsichtigen Würfel mit einer Fläche von 1 m² genau in der Mitte, dh mit gleichem Abstand von allen Seiten, platziert wird, nur 6 m² (4 Seiten von 1 m², 1 unten + 1 oben). Die Beleuchtung in einem solchen Würfel ist also:
1500 Lumen / 6 m² = 250 Lux.
Lassen Sie nun dieselbe Glühbirne im Kronleuchter einen quadratischen - zur Vereinfachung der Berechnung - Raum mit einer Wandlänge von 4 m beleuchten. Dies wird derselbe Würfel mit einer Fläche von 16 m² an jeder Seite sein, und der Die Gesamtfläche beträgt 96 m². Gleichzeitig sollte die Glühbirne für die Reinheit der Berechnung in der Mitte des Raums in einer Entfernung von 2 m vom Boden und von der Decke aufgehängt werden. Dann wäre die Beleuchtung an jedem Punkt im Raum:
1500 lm / 96 m² = 15,625 lx.
In der Praxis tut dies niemand, die maximale Länge der Kronleuchteraufhängung beträgt nur 0,5 m. Wenn man sich auf visuelle Empfindungen konzentriert, wird eine Person das Gefühl haben, dass direkt unter der Glühbirne mehr Licht ist als in den Ecken des Raums und ein kleines Bereich an der Decke an der Stelle, an der die Leuchte angebracht ist, am besten ausgeleuchtet wird, sofern sie nach oben offen ausgeführt ist.
Im Alltag beeinflussen neben der Leuchtkraft folgende Faktoren die Ausleuchtung der Oberfläche:
- Abstand zur Lichtquelle;
- die Position der Lichtquelle;
- seine Form;
- Lichteinfallswinkel (Drehung und Neigung der Sockel);
- die Krümmung der Oberfläche selbst;
- Veränderung der räumlichen Eigenschaften;
- reflektierende Oberflächeneigenschaften (z. B. eine schwarze Samtoberfläche und Spiegel sollten unterschiedlich beleuchtet werden).
Daher sind theoretische Berechnungen in der Praxis nutzlos und ein Luxmeter wird verwendet, um die Beleuchtung zu messen.
Wie man Lux in Lumen umrechnet
Kennt man jedoch den Beleuchtungssollwert in Lux und die Fläche der beleuchteten Fläche, kann man den benötigten Lichtstrom in Lumen errechnen. Gleichzeitig sollte verstanden werden, dass die Berechnung mit vielen Annahmen durchgeführt wird, da es nicht möglich ist, die Bedingungen für ihre Implementierung physikalisch idealen näher zu bringen. Bei der Berechnung ist davon auszugehen, dass:
- die Lichtquelle befindet sich in der Mitte;
- die Ausleuchtung ist über die gesamte Fläche gleichmäßig, was fast unmöglich ist;
- Lichteinfall über die gesamte Fläche im gleichen Winkel;
- die Oberfläche wird von innerhalb der Gedankensphäre beleuchtet, von der angenommen wird, dass sie sich um die Quelle herum befindet.
Wichtig! Die praktische Formulierung dieser Aufgabe klingt viel einfacher: Es gibt eine Beleuchtungsnorm in Lux für einen bestimmten Raum, beispielsweise für ein Büro - 300 Lux. Wie viele Lampen müssen platziert werden, um sie zu erfüllen? Dazu wird zunächst der benötigte Wert in Lumen berechnet. Die unvermeidliche Ungleichmäßigkeit der Ausleuchtung kann durch eine zusätzliche Hintergrundbeleuchtung korrigiert werden.
Um den Wert in Lumen zu erhalten, müssen Sie die Norm in Lux mit dem Wert des zu beleuchtenden Bereichs multiplizieren.
Beispiel: Lassen Sie ein Büro mit einer Norm von 300 Lux eine Wandlänge von 10 Metern und eine Deckenhöhe von 4 Metern haben. Es ist erforderlich, die Mindestanzahl von Lumen zu berechnen, die erforderlich ist, um die Norm zu erfüllen.
Die Boden- und Deckenfläche beträgt: 10 x 10 = 100 m².
Fläche jeder Wand: 4 x 10 = 40 m².
Theoretisch wird das Problem unter der Annahme einer gleichmäßigen Beleuchtung und eines Ortes der Quelle, der von allen Punkten auf der Oberfläche gleich weit entfernt ist, wie folgt gelöst:
300 Lux x (4 x 40 + 100 + 100) m² = 300 x 360 = 108.000 lm.
Wenn man diesen astronomischen Wert in gewöhnliche 100-Watt-Glühlampen "übersetzt", dann werden nur ... 72 Stück benötigt.
Die praktische Herangehensweise wird anders sein. Eine Beleuchtung der Decke ist absolut nicht erforderlich – darunter befinden sich die Arbeitsplätze der Mitarbeiter. Darüber hinaus verhindert das Design vieler Deckenleuchten, dass sich das Licht nach oben ausbreitet. Aus den Berechnungen müssen Sie also den Bereich der Decke entfernen:
300 lx x 260 m² = 78.000 lm.
Moderne Deckenleuchten mit LEDs können 5.000 Lumen erzeugen.Dementsprechend benötigen sie 16 Stück (78.000/5000), gerundet auf die nächste ganze Zahl.
Diese Zahl kann reduziert werden. Gemäß SanPiN 2.2.1 / 2.1.1.1278-03 wird die Beleuchtung über der Arbeitsfläche sowie an Kontrollpunkten in einem Abstand von 1 m von Wänden und Lichtöffnungen gemessen.Es reicht aus, Beleuchtungseinrichtungen über den Arbeitsplätzen der Mitarbeiter zu platzieren. Wenn wir die geometrischen Eigenschaften des Bodens mathematisch auf jeder Seite um 1 m reduzieren, erhalten wir:
300 Lux x (160 + 64) m² = 300 x 224 = 67200 lm.
Was in Deckenleuchten sein wird: 14 Stück, gerundet auf die nächste ganze Zahl.
Lumenwerte für verschiedene Beleuchtungskörper
Moderne Anforderungen an die Verpackung von Beleuchtungskörpern verpflichten den Verbraucher, ihre technischen Eigenschaften voll zur Geltung zu bringen. Daher wird es einfach sein, den Wert in Lumen unter dem Kürzel „lm“ oder „lm“ zu finden. Zum Beispiel:
- Glühlampe 100 W - 1300-1500 lm;
- Glühlampe 60 W "General Electric" - 660 lm;
- Energiesparlampe "NetHaus", Halogen 13 W - 250 lm;
- Leuchtdiodenlampe (LED) "Gauss Elementary" 12 W "wie in 100 W" - 1130 lm;
- Leuchtdiodenlampe (LED) "Gauss Elementary" 6 W "wie in 60 W" - 420 lm;
- LED-Lampe Elektrostandard LTB0201D 60 cm 18V - 1200 lm;
- LED-Tischleuchte Maytoni Nastro, 15 W - 900 lm;
- Bürolampe TL-ECO auf LEDs 48,5 W - 4530 lm (endgültiger Lichtstrom nach allen Verlusten).
Wie aus dem Verhältnis von Lichtstrom zur Leistung des Gerätes ersichtlich ist, sind LED-Beleuchtungsgeräte in Bezug auf die Lichtausbeute am sparsamsten und effizientesten.
Aufmerksamkeit! Da ab dem 1. Januar 2020 alle Kompakt-, Röhren- und Industrieleuchtstofflampen, die Quecksilber und andere gefährliche Metalle enthalten, in der Russischen Föderation verboten sind, wurden sie nicht in die Liste aufgenommen.
Beleuchtungsstandards
Die Hygienevorschriften SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03 regeln die durchschnittliche Beleuchtung von Gebäuden, Bauwerken und Institutionen für verschiedene Zwecke sowie die Beleuchtung von Bahnhöfen, Straßen, Fußgängerüberwegen, Parks und Stadien.
Die Normen für künstliche Beleuchtung in Wohngebäuden lauten wie folgt:
- Büro - 300 Lux;
- Kinderzimmer - 200 Lux;
- Wohnzimmer und Küche - 150 Lux;
- Ankleidezimmer - 75 Lux;
- Badezimmer und Badezimmer - 50 Lux;
- Korridor - 50 Lux;
- Speisekammer - 30 Lux.
In den meisten Fällen wird die Beleuchtung von Räumen und Wohnbereichen jedoch nach den persönlichen Vorlieben der Bewohner selbst ausgewählt und die Einhaltung der Norm nur in Bezug auf Produktions- und Arbeitsräume durchgeführt.
Abschließend sei an Folgendes erinnert:
- Der Zahlenwert des Lichtstroms ist auf der Verpackung des Beleuchtungsprodukts in Lumen angegeben.
- Um den Beleuchtungswert in Lux zu erhalten, muss dieser durch den Wert der zu beleuchtenden Fläche, ausgedrückt in Quadratmetern, dividiert werden. Meter.
- Es gibt Hygienestandards für die Beleuchtung jeder Art von Raum.
- Leuchtdioden (LED)-Lampen sind in Bezug auf die Lichtleistung am sparsamsten und effizientesten.
