Streszczenie Elektryczne instalacje w budynkach
Instalacje elektryczne w budynkach: Kompletny przewodnik dla studentów
Wstęp
Ten tekst podsumowuje podstawowe pojęcia i obliczenia z zakresu oświetlenia i techniki świetlnej. Jest przeznaczony do samodzielnej nauki i obejmuje: strumień świetlny, światłość, natężenie oświetlenia, luminancję, chromatyczność, wskaźnik oddawania barw oraz praktyczne przykłady obliczeń.
Definicja: Strumień świetlny to ilość strumienia promieniowania, która wywołuje wrażenie wzrokowe; oznacza się go $\Phi$, a jego jednostką jest 1 lumen (lm).
1. Strumień świetlny $\Phi$ (lumen)
- Źródło światła emituje strumień promienisty; część tego strumienia wywołuje wrażenie wzrokowe i nazywana jest strumieniem świetlnym $\Phi$.
- Producenci podają strumień świetlny (lm) na opakowaniu żarówek, świetlówek i diod LED.
- Przykłady skuteczności świetlnej: niektóre żarówki 10 lm/W, lampy wyładowcze do 200 lm/W. Np. świetlówka 36 W o skuteczności świetlnej 100 lm/W daje $\Phi=3600\ \mathrm{lm}$.
Tabela: porównanie poboru mocy dla tego samego strumienia świetlnego
| Lumeny | 200 lm | 400 lm | 700 lm |
|---|---|---|---|
| Klasyczna żarówka | 25 W | 40 W | 60 W |
| Żarówka LED | 3 W | 4 W | 8 W |
Definicja: Skuteczność świetlna (wydajność) $\eta$ to strumień świetlny na jednostkę mocy: $\eta = \Phi / P$ w $\mathrm{lm/W}$.
2. Ilość światła i czas świecenia
- Ilość światła "Q" w jednostce lumenogodzina wynosi: $$Q = \Phi \cdot t$$ gdzie $t$ to czas świecenia (godziny).
- Przykład: źródło o $\Phi=1000\ \mathrm{lm}$ świeci przez 2 godziny $\rightarrow Q=2000\ \mathrm{lm,h}$.
3. Natężenie oświetlenia (oświetlenie) $E$ (luks)
Definicja: Natężenie oświetlenia $E$ to gęstość powierzchniowa strumienia świetlnego, $1\ \mathrm{lx} = 1\ \mathrm{lm/m^2}$.
- Średnia wartość natężenia oświetlenia na powierzchni: $$E = \Phi / S$$ gdzie $S$ to powierzchnia w $\mathrm{m^2}$.
- Dla źródła punktowego i kierunku prostopadłego do powierzchni obowiązuje: $$E = I_{\omega} / r^{2}$$ gdzie $I_{\omega}$ to światłość w danym kierunku (cd), a $r$ to odległość (m).
Przykład praktyczny: oprawa oświetleniowa o strumieniu 320 lm i kącie 90° ma ok. 170 cd; wisi 0,8 m nad stołem -> $$E \approx 170 / 0{,}8^{2} \approx 266\ \mathrm{lx}.$$ (w tekście podano ≈270 lx)
Prawo odwrotności kwadratów
- Dla źródła punktowego natężenie oświetlenia jest odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości: $$E \propto \frac{1}{r^{2}}.$$
- Związek między światłością a strumieniem w kącie bryłowym: $$I_{\omega}=\Phi_{\omega}/\omega$$ i $$\omega = S/r^{2}$$ zatem $$E = I_{\omega}/r^{2}.$$
4. Światłość $I$ (kandela)
Definicja: Światłość $I_{\omega}$ punktowego źródła w rozpatrywanym kącie bryłowym $\omega$ wynosi $I_{\omega}=\Phi_{\omega}/\omega$, a jej jednostką jest 1 cd.
- Światłość opisuje, ile strumienia świetlnego przypada na jednostkę kąta bryłowego.
- Światłość może się różnić w różnych kierunkach; wykresy światłości opisują jej rozkład w przestrzeni.
5. Luminancja $L$ (cd/m^2)
Definicja: Luminancja $L$ charakteryzuje, jak jasna wydaje się powierzchnia dla oka; jednostką jest $\mathrm{cd/m^2}$.
- Luminancja bezpośrednio wpływa na wrażenie wzrokowe; do obliczeń wykorzystuje się wymiary powierzchni świecącej i światłość w danym kącie.
- Przykład z tekstu: dla osoby stojącej można obliczyć wartości luminancji według wzoru w przykładzie: wyniki około $2500$ do $2777\ \mathrm{cd/m^2}$ dla konkretnych sytuacji.
6. Kąt bryłowy $\omega$ (steradian)
Definicja: Kąt bryłowy $\omega$ jest polem powierzchni rzutu pola widzenia na kuli jednostkowej, jednostka sr (steradian). Dla części powierzchni kuli $S$ i promienia $r$ zachodzi $\omega = S/r^{2}$.
Praktyczne przykłady:
- Powierzchnia 15 m² na kuli o promieniu 3 m daje $$\omega = 15/3^{2} = 1{,}667\ \mathrm{sr}.$$
- Rzut pola widzenia kuli o średnicy $d=0{,}40\ \mathrm{m}$ dla obserwatora w odległości $l=10\ \mathrm{m}$: $$S=\pi d^{2}/4$$ $$\Omega = S / l^{2}.$$
Ciekawostka: Czy wiesz, że kąt bryłowy pełnej kuli wynosi $4\pi\ \mathrm{sr}$, a półkula ma $2\pi\ \mathrm{sr}$?
7.
Zaregistruj se pro celé shrnutíMasz już konto? Zaloguj się
Oświetlenie i technika oświetleniowa
Klíčové pojmy: Světelný tok $\Phi$ měří množství světla v lumenech, Měrný světelný výkon $\eta = \Phi/P$ v $\mathrm{lm/W}$, Osvětlenost $E=\Phi/S$ v luxech, Pro bodový zdroj $E=I/r^{2}$ podle čtvercového zákona, Svítivost $I_{\omega}=\Phi_{\omega}/\omega$ v kandelách, Prostorový úhel $\omega = S/r^{2}$ v steradiánech, Teplota chromatičnosti $T_{c}$ udává barevný tón v Kelvinech, Index podání barev $R_{a}=100-4{,}6\,\Delta E$, Při návrhu zvažte $\Phi$, $\eta$, $T_{c}$, $R_{a}$ a rozmístění svítidel, Ověřujte návrh výpočtem nebo měřením, tolerance ±5%