Światło - podstawowe pojęcia

Strumień świetlny (lumeny)

Jednostka: lumen [lm]

Oznaczenie: Φ

Jest to wielkość fotometryczna opisująca ilość światła emitowanego przez źródło z uwzględnieniem czułości wzrokowej człowieka. Strumień świetlny oznacza się literą Φ, a jego jednostką SI jest lumen [lm].

Dlatego dwie wiązki o tej samej mocy promieniowania mogą mieć inny strumień świetlny, jeżeli ich widmo inaczej oddziałuje na oko obserwatora.

Światłość

Jednostka: kandela [cd]

Oznaczenie: I

Natężenie oświetlenia (luksy)

Jednostka: luks [lx]

Oznaczenie: E

Natężenie oświetlenia E oblicza się na podstawie stosunku strumienia świetlnego padającego na daną powierzchnię do jej powierzchni. Natężenie oświetlenia wynosi 1 lx, jeżeli strumień świetlny o wartości 1 lm pada równomiernie na powierzchnię 1 m².

Przykładowe wartości:

• schody, szlaki komunikacyjne w mieszkaniu 50 - 130 lx
• salon 100 - 200 lx
• oświetlenie ogólne w pokoju 100 - 250 lx
• hol wejściowy 100 - 220 lx
• kuchnia 200 - 320 lx
• łazienka czy toaleta 100 - 350 lx
• stołówka 200 - 350 lx
• hala sportowa ogólna 350 - 750 lx
• pokój biurowy główne oświetlenie 180 - 350 lx
• miejsce do czytania 320 - 500 lx
• stanowisko komputerowe 500 - 750 lx

Wymagania dla miejsc pracy należy sprawdzać w aktualnym wydaniu PN-EN 12464-1. Poniższe wartości należy traktować jako orientacyjne przykłady typowych poziomów natężenia oświetlenia, a nie kompletną tabelę projektową.

1. w pomieszczeniach edukacyjnych:

• sala lekcyjna i pokoje nauczycielskie: 300 lx; zaleca się oświetlenie sterowane;
• sala lekcyjna dla klas wieczorowych i nauki dorosłych: 500 lx; zaleca się oświetlenie sterowane;
• sale wykładowe: 500 lx; zaleca się oświetlenie sterowane;
• tablice: 500 lx; ochrona przed lustrzanymi odbiciami światła;
• laboratoria językowe: 300 lx;
• pokoje zajęć muzycznych: 300 lx;
• pokoje do prac ręcznych: 500 lx;
• pracownie zajęć praktycznych i laboratoria: 500 lx;
• pracownie artystyczne: 500 lx;
• pracownia rysunku technicznego: 750 lx;

2. komunikacja:

• strefy komunikacji, korytarze: 100 lx;
• schody: 150 lx;
• hole wejściowe: 200 lx;

3. w pomieszczeniach użytkowych:

• kuchnia: 500 lx;
• stołówka: 200 lx;
• pomieszczenia z urządzeniami technicznymi, rozdzielnie (kotłownia): 200 lx.

Luminancja

Jednostka: kandela na metr kwadratowy [cd/m²]

Oznaczenie: L

Luminancja źródła światła lub powierzchni oświetlanej związana jest z reakcją oka na bodziec świetlny, a następnie z przekazaniem do mózgu wrażenia jaskrawości.

Skuteczność świetlna

Jednostka: lumen na wat [lm/W]

Oznaczenie: η

Skuteczność świetlna określa, z jaką efektywnością energia elektryczna przekształcana jest w światło.

Temperatura barwowa

Jednostka: kelwin [K]

Temperatura barwowa światła jest definiowana przez porównanie z tak zwanym „ciałem czarnym” i ilustrowana na krzywej Plancka. Temperatura barwowa światła jest to temperatura ciała czarnego, które wytwarza światło o takiej samej barwie jak źródło rozpatrywane. Jeżeli podnosi się temperatura ciała czarnego, to wzrasta w spektrum udział promieniowania niebieskiego, a zmniejsza się promieniowanie czerwone. Światło żarówki o białej, ciepłej barwie ma na przykład temperaturę barwową równą 2 700 K, a świetlówka wytwarzająca światło porównywalne do światła dziennego ma temperaturę barwową 6 000 K.

Barwa światła

Barwę światła najlepiej opisuje temperatura barwowa. Można przy tym wyróżnić trzy główne grupy:

• ciepłobiała < 3 300 K,
• chłodnobiała 3 300 - 5 000 K,
• dzienna > 5 000 K

Pomimo jednakowej barwy światła, źródła światła mogą, ze względu na spektralny rozkład swojego promieniowania, mieć różne właściwości oddawania barw.

Oddawanie barw

W zależności od miejsca i celu obserwacji sztuczne światło może zapewnić jak najbardziej prawidłowe postrzeganie barw jak przy naturalnym świetle dziennym.

Miarą tej prawidłowości jest wierność oddawania barw danego źródła światła, która jest określana przez ogólny wskaźnik oddawania barw Ra. Wskaźnik oddawania barw określa wielkość zgodności barwy danego przedmiotu z barwą obserwowaną przy wzorcowym źródle światła. W praktyce stosuje się wskaźniki oddawania barw, takie jak Ra/CRI, wyznaczane przez porównanie wyglądu barw próbek pod źródłem badanym i wzorcowym. Im mniejsze różnice w odbiorze barw, tym lepsza zdolność oddawania barw przez badane źródło światła. Źródło światła o Ra = 100 oddaje barwy tak jak źródło wzorcowe. Im mniejsza jest wartość Ra, tym gorsze są własności oddawania barw.

Sprawność opraw oświetleniowych

Sprawność opraw oświetleniowych jest jednym z najważniejszych kryteriów pozwalających sklasyfikować oprawę oświetleniową pod kątem ekonomiczności wykorzystania energii. Określa się ją na podstawie stosunku strumienia świetlnego wytwarzanego przez oprawę oświetleniową do strumienia świetlnego wytworzonego przez źródło światła umieszczone wewnątrz oprawy oświetleniowej. 

Średnia trwałość

Średnia trwałość źródła światła pracującego w znormalizowanych warunkach jest czasem, po którym wygaszeniu ulegnie 50% zainstalowanych źródeł światła. (50% awarii = średnia trwałość). 

Trwałość użytkowa

Trwałość użytkowa jest praktycznym określeniem czasu pracy, po którym strumień świetlny źródła światła spada do przyjętego poziomu odniesienia, np. L80 oznacza 80% wartości początkowej. Dla LED należy zawsze sprawdzać oznaczenia i warunki pomiaru podane przez producenta.