آشنایی با مفاهیم روشنایی(۲)

منبع نوری - شرکت عرفان صنعت اصفهان

آشنایی با مفاهیم روشنایی

شار نوری(Luminous Flux)

کل نور خارج ‌شده از یک منبع نوری که در تمام جهات در فضا و در واحد زمان منتشر می‌­شود، شار نوری نامیده می­‌شود و آن را با  نشان می‌دهند. واحد شار نوری، لومن می‌باشد و با Lm نشان داده می‌شود. هر چه شار نوری یک لامپ بیشتر باشد لامپ پرنورتر است.

شدت نور(Luminous Intensity)

چنانچه نور منتشر شده از لامپ تحت زاویه‌­ی معینی هدایت شود، شاخص دیگری به نام شدت نور مورد استفاده قرار می‌گیرد. شدت نور را با I نشان می‌دهند و واحد آن کندل یا شمع است که با cd نمایش داده می‌­شود. برای دو لامپ با مشخصات یکسان و کاملاً مشابه که تنها زوایای انتشار نور آن‌ها با یکدیگر متفاوت است، لامپی که زاویه­‌ی انتشار آن کوچک‌تر است شدت نور بیشتری دارد.

بهره نوری(Luminous efficacy)

بهره­‌ی نوری نسبت شار نوری خارج‌ شده از لامپ به توان مصرفی است و نشان‌ دهنده‌ی کارایی و بهره‌وری لامپ می‌­باشد، هرچه این عدد بالاتر باشد به این معنی است که لامپ با مصرف انرژی کمتر، شار نوری بیشتری تولید می‌کند و به ‌عبارت ‌دیگر هر چه بهره­‌ی نوری یک لامپ بیشتر باشد، آن لامپ از نظر مصرف انرژی مقرون ‌به ‌صرفه‌تر است. بهره­‌ی نوری را با  نشان می‌دهند و واحد آن لومن بر وات است.

شدت روشنایی(IIIuminance)

مقدار شار نوری که به واحد سطح می‌رسد، شدت روشنایی است و واحد آن لوکس می­‌باشد. شدت روشنایی، معمولاً در صفحات افقی و عمودی تعریف می‌شود و برای اندازه‌گیری آن از ابزاری به نام لوکس­ متر استفاده می­‌گردد.

بر اساس تعریف، شدت روشنایی E  را برای یک سطح می‌توان طبق رابطه­‌ی زیر تعریف کرد:

چنانچه فرض کنیم منبع نور و سطح، نسبت به هم از نظر ابعاد برابر بی‌نهایت نیستند، می‌توان مقدار شدت روشنایی را با مقدار متوسط آن برابر فرض نمود. در این حالت، مقدار شدت روشنایی متوسط را طبق رابطه زیر تعریف می‌کنیم:

در رابطه­‌ی فوق  شدت روشنایی برحسب لوکس (Lux)، شار نوری برحسب لومن (Lm) و A مساحت سطح برحسب مترمربع است.

در انجام محاسبات روشنایی، ابتدا با توجه به جداول استاندارد، مقدار شدت روشنایی متوسط مورد نیاز محیط مشخص می‌گردد و سپس بر اساس آن و با توجه به نوع لامپ انتخاب ‌شده، محاسبات بعدی روشنایی انجام می‌گیرد. در این جداول شدت روشنایی مورد نیاز هر فضا بر اساس نوع فعالیتی که قرار است در آن محیط صورت بگیرد، مشخص می­‌گردد. به عنوان مثال بر اساس استاندارد شدت روشنایی مورد نیاز برای یک دفتر کار۳۰۰ تا ۵۰۰ لوکس بوده و برای تأمین روشنایی یک انبار کم تردد یا پارکینگ ۵۰  لوکس کافی است.

به طور کلی شار نوری میزان نوری است که از لامپ خارج می‌شود و شدت روشنایی آن میزان از نور است که پس از منتشر شدن توسط لامپ و بازتاب‌های مختلف درنهایت به سطح می‌رسد.

ضریب انعکاس(Reflection Factor)

نسبت مقدار نور بازتاب شده از یک سطح را به‌کل نوری که به آن سطح تابیده می‌شود،  ضریب انعکاس گویند. ضریب انعکاس برحسب درصد بیان می‌شود و آن را با  نمایش می‌دهند. ضریب انعکاس سطوح روشن، در حدود ۹۰ – ۸۰ درصد و ضریب انعکاس سطوح تیره در حدود ۲۰ درصد است.

درخشندگی (Luminance)

درخشندگی، درواقع اثر فیزیولوژیکی روشنایی بر چشم انسان است و در محاسبات روشنایی، به‌ویژه روشنایی بیرونی و روشنایی خیابان‌ها اهمیت زیادی دارد. پارامتر درخشندگی، هم برای منابع نوری و هم برای سطوح درخشنده که نور را منعکس می‌کنند تعریف می‌شود. مقدار درخشندگی برای منبع نور و سطوح درخشنده، به دو روش مختلف محاسبه می‌شود:

درخشندگی ناشی از منبع نور

مقدار درخشندگی منبع نور، بستگی به‌شدت نور منبع در هر زاویه و مساحت آن دارد. در حالت دقیق، مقدار درخشندگی یک منبع نور از رابطه زیر به دست می‌آید:

در این رابطه dl المان شدت نور در راستای چشم و  تصویر المان dA در راستای چشم است. المان dA از روی سطح جسم انتخاب می‌شود.

چنانچه منبع نور به ‌صورت نقطه‌ای باشد، مقدار درخشندگی را می‌توان به ‌صورت درخشندگی متوسط و طبق رابطه­ی زیر تعریف نمود:

در این رابطه، l شدت نور متوسط منبع برحسب کندل و s مساحت آن برحسب مترمربع است و  مقدار متوسط درخشندگی آن برحسب کندل بر مترمربع است.

بنابراین، چنانچه دو منبع نوری با ابعاد مختلف داشته باشیم که شدت نور یکسانی داشته باشند، منبع نور کوچک‌تر، درخشنده‌تر به نظر خواهد رسید.

درخشندگی ناشی از سطوح براق

نور تابیده شده به سطوح مختلف، منعکس‌شده و به چشم ما تابیده می‌شود. هر چه این سطوح براق‌تر باشند، مقدار نور بیشتری منعکس‌شده و به چشم می‌­تابد.

در مورد سطوح روشن ‌شده، میزان نوری که از آن سطح به چشم ما می­رسد با ضریب انعکاس آن سطح و میزان شدت روشنایی آن، متناسب است. هر چه ضریب انعکاس بالاتر باشد، میزان درخشندگی بیشتر خواهد بود.

میزان درخشندگی سطوح براق از رابطه زیر به دست می‌آید:

در رابطه­‌ی فوق، L میزان درخشندگی سطح برحسب کندل بر مترمربع ، E شدت روشنایی سطح برحسب لوکس(Lux)،  ضریب انعکاس سطح برحسب درصد و عدد  (۳٫۱۴) است.

error: Content is protected !!