پارامترهای نور و روشنایی

پارامترهای کیفی روشنایی

پارامترهای کیفی روشنایی

روشنایی یکی از خصوصیات مهم نور است و برخی از پارامترهای کیفی مرتبط با آن عبارتند از:

  1. شدت روشنایی (Luminous Intensity): شدت روشنایی نمایانگر مقدار نوری است که یک منبع نور در یک جهت خاص تابانده می‌کند. واحد این پارامتر کندلا (candela) است.
  2. روشنایی (Illuminance): روشنایی نشان‌دهنده توان نوری است که به یک واحد مساحت (مترمربع) تابیده می‌شود. واحد این پارامتر لوکس (lux) است.
  3. روشنایی نسبی (Luminance): این پارامتر به نسبت روشنایی یک منبع نور به سطحی خاص اشاره دارد. واحد آن نیت (nit) است.
  4. توان نوری (Luminous Flux): توان نوری مقدار کل نوری است که یک منبع نور در یک زمان مشخص تولید می‌کند. واحد این پارامتر لومن (lumen) است.
  5. کارایی لامپ (Lamp Efficacy): این پارامتر نسبت توان نوری یک لامپ به توان برق مصرفی آن را نشان می‌دهد. به عبارت دیگر، بر اساس لومن بر وات (lumen per watt) اندازه گرفته می‌شود.

پارامترها ی کیفی روشنایی به طور کلی در توصیف و اندازه‌گیری خصوصیات نور و روشنایی به کار می‌روند و در طراحی نورپردازی، انتخاب منابع نور و بهینه‌سازی مصرف انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نور مستقیم- پارامترهای کیفیت سنتی و جدید
مشخصه های سنتی
– سطح روشنایی مطلوب
– پخش نور هارمونیک و هماهنگ
– خیرگی کم
– پرهیز از بازتاب آزاردهنده
– طراحی زیبا
– رنگ نور مناسب
– تشخیص رنگ مناسب
مشخصه های جدید
– تغییر حالت نورپردازی
– کنترل شخصی
– بازدهی انرژی
– ادغام نور طبیعی
– نور به عنوان عنصر مهم در طراحی داخلی و دکوراتیو
روشنایی – اصطلاحات متداول
مقدار کمینه روشنایی Ēm
این مقدار نباید از حدی پایین تر رود که از محدوده بینایی انسان خارج شود.
محدوده قابل دید
شدت روشنایی محیط های مختلف با یکدیگر متفاوت می باشد. سطح کار می تواند افقی، عمودی و یا سطح شیب دار باشد.
مناطق اطراف محدوده بصری
در این مناطق احتمالا باید شدت روشنایی کمتری نسبت به محدوده اصلی داشته باشند (به طور مثال 300 تا 500 lx)
پارامتر تعمیرات و نگهداری ( Maintenance factor)
این پارامتر عامل نفوذ گرد وخاک به لامپ و سالخوردگی آن را در مقدار روشنایی لامپ دخیل می داند. برنامه زمان بندی و نحوه تعمیرو نگه داری لامپ ( شامل تمیز نمودن و تعمیرات لامپ و اتصالات) باید مشخص شود.

یکنواختی (Uniformity Uo)

 

به عبارتی، اختلاف روشنایی بین نقاط مختلف نباید از حد Uo کمتر شود، UO = Emin/Ē.

ضریب بازتاب

ضریب بازتاب برای اتاق و اجزای تشکیل دهنده آن تعریف می شود و نشان دهنده میزان پتانسیل درخشندگی محیط در اثر بازتاب نور می باشد. از جدول ضریب بازتاب می توان برای تعیین این مقدار برای یک اتاق خاص استفاده نمود.

خیرگی

1. تابش مستقیم

پارامترهای کیفی روشنایی

• ویژگی ها
– نور بدون کنترل بر روی خیرگی
– سطح بسیار درخشنده
• تاثیر
– عدم تمرکز
– اشتباهات مکرر دیداری
– خستگی چشم
• راه حل
– استفاده از چراغ های با شدت روشنایی کم
– استفاده از پوشش با ماهیت پراکندگی(دیفیوز) کردن نور

2. تابش غیر مستقیم

پارامترهای کیفی روشنایی• ویژگی ها
– سطوح با قابلیت بازتاب
– تنظیم اشتباه نور پردازی
– موقعیت کاری اشتباه
• تاثیر
– عدم تمرکز
– اشتباه مکرر دیداری
– خستگی چشم
• راه حل
– نورپردازی مطابق با طراحی خاص
– نور پردازی غیر مستقیم
– استفاده در مکان های با سطوح مات

ارزیابی خیرگی

کمیت خیرگی در انواع اتاق ها با پارامتر UGR که در استاندار EN 12464-1 مشخص شده است، سنجیده و مشخص می شود.
UGR چیست؟
UGR مخفف کلمه (Unified Glare Rating) به معنای درجه خیرگی استاندارد، برای ارزیابی (روانشناختی)خیرگی استفاده می شود. کمیت UGR با استفاده از فرمولی محاسبه می گردد. این کمیت برای تمامی چراغ ها تعریف می شود. مقادیر UGR با استفاده از جدول CIE 117 تعیین می شود.

مقادیر UGR را میتوان در چند دسته بندی کلاس بندی نمود. اما بدین معنی نیست که کدام کلاس از بقیه بهتر است، بلکه بستگی به محل کار دارد.

مقادیر UGR

حدود UGR که نباید از این مقادیرتجاوزکند:

  • محیط های رسم فنی 16 UGR ≤
  • محیط های مطالعه، نوشتن، تمرین، جلسه و مکان های کامپیوتری 19 UGR ≤
  • صنایع دستی و سبک 22 UGR ≤
  • صنایع سنگین 25 UGR ≤
  • فضاهای باز، نظیر محیط راه آهن 28 UGR ≤
    حدود UGR در استاندارد EN 12464برای انواع فعالیت ها و محیط های کاری مشخص شده است.

پارامتر UGR با استفاده از درخشندگی دیوار و سقف ها (1) و پارامترهای مربوط به تمامی لامپ های محیط (2) محاسبه می گردد.

پارامترهای کیفی روشنایی

منحنی روشنایی، متوسط روشنایی چراغ را از زاویه 45 درجه تا 85 درجه مشخص می کند. استاندارد جدید اروپایی مقدار ماکزیمم UGR مجاز برای محیط های اداری را 19 تعیین کرده است که معادل روشنایی 500 لوکس در کلاس 1 می باشد. محدوده ی مجاز استفاده شده در این روش از استاندارد DIN 5035 برای مشخص نمودن خیرگی استفاده شده است.
مقدار روشنایی سقف و دیوار
سقف و دیوار خاموش، احساس ناخوشایندی را به بیننده به دست می دهد. سطوح روشن، فضای اتاق را به خوشایند می کند. استاندارد EN 12464 برای سطوح سقف مینیمم 30 و یا 50 لوکس و برای سطوح دیوار حداقل 75 لوکس روشنایی را لازم می داند. البته این مقادیر برای مکان هایی مانند اداره جات، کلاس های درس و بیمارستان هاست.

روشنایی فضایی

برای افزایش تشخیص پذیری و دید بهتر افراد در محیط ها، از مدل استوانه ای برای شبیه سازی افراد استفاده می شود. بنابراین در راستای ĒZ ، روشنایی باید از 150 لوکس برای ارتباط بهتر بیشتر باشد. شبیه سازی بین دو مدل استوانه ای و افقی دارای نسبتی بین .3 و .6 می باشد.

پارامترهای کیفی روشنایی

نور و انواع نور

نور چیست؟

تعریف

نور یک پدیده فیزیکی است که نتیجه‌ی تابش فوتون‌ها (ذرات نوری) است.این پدیده فیزیکی می‌تواند به صورت موجی یا ذراتی (فوتون) حرکت کند. این پدیده مهم در اکثر جوانب زندگی روزمره و علوم مختلف مانند فیزیک، شیمی، بیولوژی، و فناوری اطلاعات نقش بسزایی دارد.

نور می‌تواند از منابع مختلفی مانند خورشید، لامپ‌های الکتریکی، یا دیگر منابع نوری به وجود آید. این امواج نوری در طول موج مختلف قرار گرفته و امواج مرئی در بخش مشخصی از طیف آن قرار دارند که برای چشم انسان قابل رؤیت است.

این مولفه در علوم فیزیک به عنوان یک رسانه‌ی انرژی نیز مورد مطالعه قرار می‌گیرد. این انرژی می‌تواند به صورت امواج الکترومغناطیسی (مانند امواج نوری) یا ذرات (فوتون‌ها) حمل شود. امواج نوری می‌توانند به انواع مختلفی از مواد برخورد کرده و در نتیجه، اثراتی نظیر انعکاس، شکست، جذب و پراکندگی ایجاد کنند.

در زمینه‌های مختلف علمی و فنی، نور به عنوان یک ابزار قدرتمند برای مطالعه و تحقیقات به کار می‌رود و در تکنولوژی‌های مختلف از جمله لیزر، اپتیک، ارتباطات نوری و دوربین‌ها استفاده

نور طیفی خاصی از امواج الکترومغناطیسی با طول موج بین 380 تا 780 نانومتر است که چشم انسان قادر به دیدن آن است.

اثر ملانوپیک

مردمک چشم انسان دارای سلول های حساس به نور می باشد. میزان ملاتونین در شب 10 برابر آن در روز است.ملاتونین هورمون مسئول خواب می باشد.سرکوب هورمون  ملاتونین در صبح به بیدار ماندن ما در طول شبانه روز کمک می کند.بنابراین می توان این گونه گفت که نور باعث پیدایش ریتم شبانه روزی می باشد.

محدوده ی بینایی چشم انسان

ادراک نسبی از طیف های نور و اثر ملانوپیک

نور نور چیست؟

این مولفه به طور خلاصه سه اثر مثبت بر روی انسان دارد:

برای کاربرد های دیداری
روشنایی محیط زندگی و کار مطابق با استانداردها
روشنایی آرامش بخش همراه با احساس راحتی
برای کاربرد های احساسی
نورپردازی هنری
طراحی صحنه و افکت های زیبا
اثرات بیولوژیکی آن

تنظیم ریتم شبانه روزی

آرامش بخشی ویا تحریک

پارامترهای اساسی در روشنایی

شار نوری – شدت نور- روشنایی- شدت روشنایی

نور چیست

Ω: زاویه کمانی که نور به آن می تابد.
A: مساحتی که نور به آن می تابد.
П : 3.14
AL.CosЄ : محدوده قابل دید منبع نور
Ƥ : میزان بازتاب محیط

نور

شار نوری

این پارامتر نشان دهنده میزان نور تابیده شده از منبع می باشد. در اینجا یک کمیت دیگر به نام بهره الکتریکی نور نیز تعریف می شود که عبارت است از میزان شار نوری خروجی به توان الکتریکی ورودی، با واحد (lm/w) ؛که این کمیت را می توان هم برای منبع و هم چراغ تعریف نمود. این پارامتر تعیین کننده بازدهی چراغ و صرفه اقتصادی آن نیز می باشد.
نماد: Ф Phi ؛ واحد: lm Lumen

شدت نوری

شدت نوری نشان دهنده میزان نور تابیده شده در یک جهت خاص می باشد. این پارامتر مشخصه ی بسیار خوبی برای المان هایی نظیر رفلکتور که نور را به صورت مستقیم بازتاب می کنند، می باشد. این پارامتر با منحنی LDC (Luminous intensity Distribution Curve) نشان داده می شود.
نماد: I واحد: CD Candela

شدت روشنایی

شدت روشنایی به مقدار انرژی نوری است که به ازای هر واحد سطح در یک نقطه خاص از یک منبع نور تابیده می‌شود. این مقدار توسط واحد SI به نام کندلا بر متر مربع (cd/m²) اندازه گرفته می‌شود. یک کندلا بر متر مربع معادل یک واحد شدت روشنایی است.

رابطه‌ی شدت روشنایی (I) با توان نوری (P) و مساحت سطح (A) به صورت زیر است:

در این رابطه:

  • نمایانگر شدت روشنایی است (به واحد کندلا بر متر مربع)
  • توان نوری است (به واحد وات یا جول بر ثانیه)
  • مساحت سطحی است که نور بر روی آن تابیده می‌شود (به واحد متر مربع)

شدت روشنایی مفید است تا نور تولید شده توسط یک منبع به چه میزان در یک نقطه خاص تراکم دارد. این مفهوم مهم در زمینه‌هایی مانند فضای عمومی، نمایشگاه‌ها، برقراری روشنایی مطلوب در فضاهای کاری یا مسکونی و سایر کاربردهای نورپردازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از سوی دیگر شار نوری تابیده شده بر واحد سطح را شدت روشنایی می نامیم. روشنایی نسبی مناسب برای محیط ها با انواع استانداردها به طور مثال طبق استانداردEN 12464 مشخص شده اند.
Illuminance:E(lx)=(luminous flux (lm))/(area (m2))
نماد : E واحد: lx Lux

روشنایی

روشنایی از پارامترهای پایه ای نور می باشد که توسط چشم انسان قابل درک است. این پارامتر از سویی به روشنایی ساتع شده از منبع نور بستگی دارد و از طرفی دیگر به درجه ی بازتابش سطح و رنگ آن بستگی دارد.

نماد: L واحد: cd/m2