Термины и определения светотехники

Естественное освещение

Освещение помещений светом неба (прямым или отражённым), проникающим через световые проёмы в ограждающих конструкциях.

В большинстве случаев наиболее предпочтительное освещение с точки зрения его качества и энергетической эффективности.

Препятствием для повсеместно наиболее полного его использования является сложность управления лучами естественного света для защиты от блёскости, например, при работе с компьютерными и видео терминалами.

Коэффициент естественной освещённости, КЕО, %.

Отношение освещённости, создаваемой естественным освещением в некоторой точке внутри помещения, к значению освещённости создаваемой им же в аналогичной точке снаружи здания, на открытой местности.

Совмещённое освещение

Освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Рабочее освещение

Освещение, обеспечивающее нормируемые осветительные условия (освещённость, качество освещения) в помещениях и в местах производства работ вне зданий.

Общее освещение

Освещение, при котором светильники размешаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение).

Комбинированное освещение

Освещение, при котором к общему освещению добавляется местное.

Местное освещение

Освещение, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах.

Освещение безопасности

Освещение для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения.

Эвакуационное освещение

Освещение для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения.

Дежурное освещение

Освещение в нерабочее время.

Рабочая поверхность

Поверхность, на которой производится работа и нормируется освещённость.

Условная рабочая поверхность

В случае, когда рабочей поверхности в явном виде нет или её невозможно выделить, для выполнения расчётов освещённости в качестве рабочей поверхности условно принимается горизонтальная плоскость, расположенная на высоте 0,8 м от пола.

Коэффициенты отражения поверхности

Определяются как отношение светового потока отражённого материалом поверхности к световому потоку упавшему на него.
Коэффициенты отражения некоторых отделочных материалов:
– белая краска – 0,7 ... 0,8;
– светлые обои – 0,5 ... 0,7;
– белый мрамор – 0,45;
– красный кирпич – 0,3;
– тёмное дерево – 0,1 ... 0,25;
– асфальт – 0,07.
При светлой отделке помещений можно добиться заметно большего уровня освещённости, без специального увеличения мощности освещения.

Объект различения

Рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые требуется различать в процессе работы.

Фон

Поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается.
Коэффициент отражения фона, на котором рассматривается объект, входит в число показателей, характеризующих сложность работы на рабочем месте. По нормам России фон считается:
– светлым при коэффициенте отражения более 0,4,
– средним – от 0,2 до 0,4 и
– темным – менее 0,2.
При увеличении коэффициента отражения фона видимость объекта улучшается.

Яркостный контраст, К

Яркостный контраст, или контраст объекта различения с фоном, является важной характеристикой объекта зрительной работы и определяет восприятие зрительной информации.

Определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта (L_o) и яркостью фона (L_ф) к яркости фона: К = | L_o - L_ф |   /   L_ф Его увеличение ведёт к пропорциональному повышению видимости и возможности снижения требуемого уровня освещённости.

Контраст объекта различения с фоном считается:
– большим – при К > 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости);
– средним – при 0,2 > К > 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости);
– малым – при К < 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).

Световой поток, Ф, лм (люмен).

Характеризует мощность видимого излучения по его воздействию на орган зрения человека.

Световой поток является светотехнической характеристикой источника света. Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет световой поток 1300 лм, люминесцентная лампа мощностью 40 Вт – 3200 лм.

Сила света, I, кд (кандела).

Пространственная плотность светового потока, ограниченного телесным углом.

Средняя сила света лампы накаливания мощностью 100 Вт составляет около 100 кд.

Распределение силы света в пространстве (во всех направлениях от источника или осветительного прибора) отображается на кривой силы света (КСС), которая приводится в технической документации к осветительному прибору и используется для расчёта освещения.

Яркость, L, кд/м².

Отношение силы света в направлении точки наблюдения к видимой из этой точки площади светящей поверхности.

Для матовых (диффузных или равноярких) поверхностей эта величина пропорциональна поверхностной плотности отражённого или излучаемого этой поверхностью светового потока.

Яркость непосредственно связана с уровнем зрительного ощущения, а распределение яркости в поле зрения (например, в интерьере) характеризует качество (или степень комфортности, удобства) освещения.

В полной темноте человек реагирует на яркость в одну миллионную долю кд/м². Сплошной светящий потолок при яркости более 500 кд/м² оказывает дискомфортное влияние.

Яркость солнца – около миллиарда кд/м², а люминесцентной лампы – 5...11 тыс. кд/м².

Освещённость, Е, лк (люкс).

Плотность светового потока падающего на поверхностность.

Уровень освещённости в естественных условиях составляет 0,2 лк в полнолуние, 5...10 тыс. лк днём при сплошной облачности и до 100 тыс. лк в ясный день.

Шкала нормируемых значений освещённости в России по СНиП 23-05-95¹ от 0,2 до 5000 лк.

Цилиндрическая освещённость, Е_ц, лк.

Средняя вертикальная освещённость в заданной точке наблюдения.

В отличие от освещённости рабочей поверхности характеризует насыщенность помещения светом.

Определяется как средняя плотность светового потока на поверхности вертикально расположенного в помещении цилиндра, радиус и высота которого стремятся к нулю.

В России эта величина нормируется в таких помещениях как холлы, парадные вестибюли, зрительные, выставочные и торговые залы, залы заседаний, приёмов, стойки регистрации, паспортного контроля и т.п.

Повышенная насыщенность светом создаётся при уровнях Е_ц не менее 100 лк.

Световая отдача, η, лм/Вт.

Отношение светового потока (характеризующего световую мощность) лампы к её электрической мощности. Отражает энергетическую эффективность источника света.

Применение источников света с высокой световой отдачей считается основным способом экономии электроэнергии в осветительных установках. Так, при замене ламп накаливания, световая отдача которых составляет 7...22 лм/Вт, люминесцентными лампами, их световая отдача составляет 50...90 лм/Вт, предполагается снижение расхода электроэнергии в 5...6 раз, причём, утверждают, что это произойдёт без снижения уровня освещённости, совершенно забывая о необходимости увеличивать освещённость в соответствии с особенностью Российского нормирования освещённости при использовании разных типов источников света.

Показатели ослеплённости и дискомфорта

Эти показатели характеризуют прямое слепящее действие источников света, например, светильников.

По показателю ослеплённости можно судить о степени ухудшения видимости при действии блёстких источников света.

Например, при значении этого показателя, равном 100, видимость снижается на 10%. По российским нормам, для точных производственных работ значение показателя ослеплённости должно быть не выше 20.

Показатель дискомфорта, М, характеризует степень неудобства или напряжённости при наличии в поле зрения источников повышенной яркости.

Границе комфорт – дискомфорт соответствует значение M = 25. По нормам России это значение не должно быть превышено, например, в палатах больниц.

Отражённая блёсткость

Характеристика отражения светового потока от рабочей поверхности в направлении глаз работающего, определяющая снижение видимости вследствие чрезмерного увеличения яркости рабочей поверхности и вуалирующего действия, снижающего контраст между объектом и фоном.

Цвет и цветность

Понятие цвета определяется, как свойство видимого излучения вызывать зрительное ощущение цветности (цветовой тон + насыщенность) и яркости предметов. Цветовой тон (красный, оранжевый и т.д.) характеризуется длиной волны видимого излучения, а насыщенность – чистотой цвета, связанной со степенью приближения к спектрально чистому цвету от точки белого. Например, малонасыщенные цветовые тона получают путём большого разбавления красителя белой краской.
Цвет одного и того же предмета может сильно изменяться в зависимости от спектрального состава освещения.

Цветовая температура, Т_с, градус Кельвина.

Характеристика источников света, определяющая их цветность и цветовую тональность пространства (тёплую, нейтральную или холодную) освещаемого этими источниками света.

Примерно равна температуре нагретого чёрного тела (излучателя Планка), при которой его излучение имеет ту же цветность, что и излучение рассматриваемого объекта. Выражается в градусах Кельвина.

Значения Т_с некоторых источников света:
– пламя свечи – 1 900 К;
– лампы накаливания – 2 500...3 000 К;
– люминесцентные лампы – 2 700...6 500 К;
– Солнце – 5 000...6 000 К;
– облачное небо – 6 000...7 000 К;
– ясное небо – 10 000...20 000 К.

Цветопередача

Общее понятие, характеризующее влияние спектрального состава источника света на зрительное восприятие цветных объектов, сознательно или бессознательно сравниваемое с восприятием тех же объектов, освещённых стандартным источником света.

Индекс цветопередачи, R_a.

Цветовая характеристика качества разрядных ламп. Отражает степень влияния спектрального состава излучения рассматриваемого источника света на зрительное восприятие цвета объектов по сравнению с восприятием цвета при освещении объектов стандартным источником света.

В качестве стандартного источника света рассматривается тело близкое по характеристикам к лампе накаливания, его R_a = 100.
Лучшие современные люминесцентные лампы с пятиполосным (пятикомпонентным) люминофором имеют R_a около 90.
Наиболее распространённые современные люминесцентные лампы имеют R_a около 80.
– R_a ДРЛ около 40.
– R_a ДНаТ около 20.
– R_a металлогалогенных ламп: ДРИ до 80, импортных до 90.

Коэффициент пульсации освещённости, К_п, %.

Характеризует относительную глубину колебаний освещённости в результате изменения во времени светового потока разрядных ламп при питании их переменным током.

Разрядные лампы питаемые от сети переменного тока частотой 50 Гц, создают пульсацию светового потока с частотой 100 Гц. Эта пульсация может привести к пульсации освещённости, которая может стать причиной травматизма при эксплуатации вращающихся механизмов за счёт возникновения стробоскопического эффекта.

Стробоскопический эффект

Явление искажения зрительного восприятия вращающихся, движущихся или сменяющихся объектов в мелькающем свете, возникающее при совпадении кратности частотных характеристик движения объектов и изменения светового потока во времени в осветительных установках, выполненных газоразрядными источниками света, питаемыми переменным током.

Коэффициент использования осветительной установки

Важный светотехнический показатель экономичности освещения. Характеризует долю полезно используемого светового потока ламп для создания заданной освещённости. Реально может изменяться в пределах от 0,2 до 0,7. Широко применяется при расчёте мощности осветительных установок. Увеличивается при повышении КПД светильников, коэффициентов отражения поверхностей помещения и оптимизации расположения светильников в существующих размерах помещения и их пропорциях.

Коэффициент запаса, К_з

Повышающий коэффициент, вводимый при расчёте систем освещения для учёта спада уровней освещённости в процессе эксплуатации осветительной установки за счёт загрязнения светильников, старения ламп и ухудшения отражающих свойств поверхностей помещения.

По российским нормам для помещений с нормальными условиями среды коэффициент запаса принимается равным:
– для ламп накаливания – 1;
– для разрядных ламп – 1,4.

В международных рекомендациях используется величина, обратная коэффициенту запаса – фактор потери света.

[1]   СНиП 23-05-95

Строительные нормы и правила Российской федерации. Естественное и искусственное освещение.
В мае 2011 г. документ обновился. В его названии добавилась звёздочка СНиП 23-05-95*, в качестве источника света теперь упоминается светодиод, и ... практически всё.