Как рассчитать освещенность помещения: методы и нормы

Как правильно рассчитать освещенность комнаты. Какие факторы влияют на освещенность. Какие нормы освещенности существуют для разных помещений. Как самостоятельно рассчитать необходимое количество и мощность светильников.

Что такое освещенность и как она измеряется

Освещенность — это физическая величина, характеризующая освещение поверхности, создаваемое световым потоком, падающим на эту поверхность. Проще говоря, освещенность показывает, насколько хорошо освещено то или иное пространство.

Основные единицы измерения освещенности:

• Люкс (лк) — освещенность поверхности площадью 1 м² световым потоком 1 люмен
• Люмен (лм) — единица измерения светового потока
• Кандела (кд) — единица силы света

Для измерения освещенности используются специальные приборы — люксметры. Но для базовых расчетов при планировании освещения в квартире или доме можно обойтись и без них.

Факторы, влияющие на освещенность помещения

На то, насколько светло будет в комнате, влияет множество факторов:

• Размер и форма помещения
• Высота потолков
• Цвет стен, пола и потолка
• Наличие и размер окон
• Тип, количество и расположение светильников
• Мощность и световой поток ламп
• Наличие отражающих и поглощающих свет поверхностей

Чем больше помещение и выше потолки, тем больше света потребуется для его нормального освещения. Светлые стены и потолок отражают свет, делая комнату визуально светлее. А темные поверхности, наоборот, поглощают свет.

Нормы освещенности для разных типов помещений

Существуют санитарные нормы, регламентирующие минимальный уровень освещенности для разных типов помещений. Вот основные нормативы в люксах:

• Жилая комната, спальня — 150 лк
• Кухня — 150 лк
• Ванная, туалет — 50 лк
• Прихожая — 50 лк
• Кабинет, рабочее место — 300-500 лк
• Детская комната — 200 лк
• Гостиная — 150-300 лк

Это минимальные значения. На практике для комфортного освещения рекомендуется делать освещенность в 1.5-2 раза выше нормативной.

Методы расчета необходимого освещения

Существует несколько способов примерно рассчитать требуемое количество и мощность светильников:

Метод удельной мощности

Самый простой способ — умножить площадь помещения на удельную мощность:

• Для ламп накаливания: 20-25 Вт на 1 м²
• Для люминесцентных ламп: 6-8 Вт на 1 м²
• Для светодиодных ламп: 4-5 Вт на 1 м²

Например, для комнаты 20 м² потребуется 400-500 Вт мощности ламп накаливания или 80-100 Вт светодиодных ламп.

Метод светового потока

Более точный способ учитывает необходимый уровень освещенности:

1. Определяем требуемую освещенность (например, 200 лк для детской)
2. Умножаем на площадь помещения
3. Делим на коэффициент использования светового потока (0.5-0.7)

Формула: Ф = (E * S) / K, где Ф — общий световой поток (лм) E — требуемая освещенность (лк) S — площадь помещения (м²) K — коэффициент использования (0.5-0.7)

Полученное значение светового потока нужно обеспечить за счет ламп. Характеристики светового потока обычно указаны на упаковке.

Как правильно расположить светильники

Недостаточно просто рассчитать требуемую мощность — важно грамотно расположить источники света:

• Основной верхний свет должен равномерно освещать все пространство
• Дополнительные источники света размещают в функциональных зонах
• Расстояние между потолочными светильниками — 1-1.5 м
• От стены до крайнего светильника — 0.3-0.5 м
• Высота подвесных светильников над рабочей поверхностью — 0.3-0.4 м

Желательно использовать комбинированное освещение — сочетание общего верхнего света и локальных источников в разных зонах.

Выбор типа ламп для освещения

Сегодня для домашнего освещения чаще всего используются три типа ламп:

Лампы накаливания

• Плюсы: низкая цена, теплый свет
• Минусы: низкая энергоэффективность, короткий срок службы

Люминесцентные лампы

• Плюсы: энергоэффективность, долгий срок службы
• Минусы: содержат ртуть, неприятный спектр света

Светодиодные лампы

• Плюсы: максимальная энергоэффективность, долговечность, разнообразие цветовой температуры
• Минусы: относительно высокая цена

Для домашнего освещения оптимальны современные светодиодные лампы — они обеспечивают качественный свет при минимальном энергопотреблении.

Особенности расчета освещения для разных помещений

Подход к освещению разных комнат имеет свои нюансы:

Освещение гостиной

Требуется яркий общий свет и дополнительные источники для создания уюта. Рекомендуется многоуровневое освещение:

• Центральная люстра
• Настенные бра или торшеры
• Точечные светильники для подсветки отдельных зон

Освещение спальни

Нужен мягкий рассеянный свет. Основные элементы:

• Неяркий потолочный светильник
• Прикроватные бра или настольные лампы
• Дополнительная подсветка шкафа

Освещение кухни

Требуется яркий функциональный свет. Схема освещения:

• Основной потолочный свет
• Подсветка рабочей зоны над столешницей
• Светильник над обеденным столом

Освещение ванной комнаты

Нужен яркий равномерный свет без теней. Используют:

• Потолочные точечные светильники
• Светильники по периметру зеркала

При расчете освещения важно учитывать особенности и функции каждого помещения.

Типичные ошибки при планировании освещения

При самостоятельном расчете освещения часто допускают следующие ошибки:

• Недостаточное количество источников света
• Использование только верхнего освещения
• Игнорирование цветовой температуры ламп
• Неправильное расположение светильников
• Отсутствие выделения функциональных зон светом

Чтобы избежать этих ошибок, лучше заранее составить подробный план освещения с учетом всех нюансов помещения.

Современные технологии в освещении

Сегодня для создания комфортного освещения используются инновационные решения:

• Умные лампы с регулировкой яркости и цветовой температуры
• Системы автоматического управления освещением
• Светодиодные ленты для декоративной подсветки
• Светильники с датчиками движения
• Беспроводные решения для освещения

Эти технологии позволяют создавать гибкие и энергоэффективные системы освещения, адаптирующиеся под потребности пользователя.

Заключение: ключевые моменты расчета освещения

При планировании освещения помещения важно учитывать следующие факторы:

• Размер и назначение помещения
• Нормы освещенности для данного типа комнаты
• Отражающую способность поверхностей
• Характеристики выбранных ламп и светильников
• Необходимость зонирования пространства

Грамотно спланированное освещение не только обеспечивает комфорт, но и позволяет экономить электроэнергию. При сложных расчетах рекомендуется обратиться к специалистам по светодизайну.

Как самостоятельно рассчитать освещенность в квартире

13.02.2021

791 Просмотр , 0 Комментариев

От того, как организовано освещение в квартире, во многом зависит восприятие пространства и предметов, которые его заполняют. В выгодном свете даже недорогой ремонт смотрится более презентабельно, чем богатая отделка, дополненная непродуманной системой осветительных приборов. 

Спланировать оптимальное расположение источников света и подобрать к ним правильные лампы вполне возможно самостоятельно.

Планирование 

Чтобы понять, какие именно источники света вам необходимы, начертите план квартиры или отдельной комнаты с обозначением предметов меблировки.

В каждой комнате устанавливают осветительные приборы трех типов: 
⦁ общие — для равномерного освещения всего пространства;
⦁ локальные — для отдельных зон: рабочей поверхности письменного или кухонного стола, для комфортного чтения в кресле или в кровати и т. п.;
⦁ декоративные — для создания атмосферы: подсветка на полках, стеллажах, в нишах и пр.

Количество и виды светильников выбирают в зависимости от образа жизни, привычек и вкусов владельцев. 

Анализ колористической гаммы интерьера

Количество и качество света, который будет достаточным для того или иного помещения, напрямую зависит от того, в какой цветовой гамме оно оформлено. 

Известно, что темные оттенки поглощают свет, делая обстановку более мрачной. Но таким свойством обладают и оттенки красного: алый, оранжевый, коричневый. 

Если в интерьере преобладают такие тона, то светильников потребуется больше, а лампы придется выбрать ярче.

Выбор ламп

На то, какой свет будет давать лампа, влияет не только принцип ее действия, но, прежде всего, такие характеристики, как
⦁ цветовая температура 
⦁ яркость;
⦁ мощность;
⦁ степень освещенности поверхности, на которую падают световые лучи.

Поэтому выбирать лампу, ориентируясь только на количество ватт, указанных на упаковке — ошибка. 

Постараемся разобраться в этих важных характеристиках.

Температура света измеряется в Кельвинах (К). Чем она выше, тем более холодный свет излучает источник. Считается, что 
⦁ диапазон от 2600 до 3600 К наиболее приятен для глаз — это теплое белое сияние, которое подходит для общего освещения;
⦁ диапазон от 3600 до 5500 К  обеспечивает белый цвет нейтральной температуры, его стоит использовать для установки в рабочих зонах;
⦁ лампы от 6600 К и выше озаряют пространство холодным белым светом, о таком освещении говорят «как в операционной» — в жилых комнатах с таким светом будет неуютно.  

 
 
В люменах (Лм) измеряется яркость лампы. Чем выше значение — тем ярче свет. 

Ватты (Вт) — показатель мощности лампы, от этой величины зависит, сколько электроэнергии она использует в течение часа. 

Индекс цветопередачи — еще один важный показатель. На упаковке он указывается маркировкой Ra или CRL. От него зависит, насколько естественно будут выглядеть цвета предметов при таком источнике света. Оптимальными считаются лампы, имеющие значение от 70 до 90 Ra.

 
Разделив мощность источника света (Вт) на силу светового потока (Лм) получают значение коэффициента энергоэффективности. Чем он выше, тем меньше лампа использует электроэнергии при одинаковой силе свечения. 

⦁ К самому высокому классу энергоэффективности относятся светодиодные модели, а также люминесцентные и энергосберегающие варианты — классы А+, А и В;

⦁ галогенные светильники имеют класс С или D;

⦁ наименьшей энергоэффективностью отличаются лампы накаливания — классы E, F, G.

Быстрый расчет комфортного освещения

Чтобы приблизительно рассчитать, сколько ламп необходимо для того, чтобы создать в комнате комфортное освещение, можно воспользоваться следующими способами.

⦁ Для стандартной комнаты с потолками высотой 2,7 м2 считается достаточным одной лампы мощностью 25 Вт на каждый квадратный метр площади. 

⦁ Другой критерий — учет яркости ламп. Оптимальным считается яркость 400-500 Лм на 1 кв.м площади. Таким образом, для освещения стандартной комнаты 20 кв. м потребуется совокупная яркость ламп, равная 1000 Лм. Далее это значение делят на показатель одного источника света и получают необходимое количество ламп для комнаты. 

Более точно рассчитать освещенность можно, воспользовавшись специальным калькулятором или обратившись за консультацией к специалистам.

Как самостоятельно рассчитать освещение в квартире

Содержание:

• Составляем план освещения
• Анализ интерьера
• Характеристики электроламп
• • Температура цвета
  • Ватт, люмен и люкс
  • Индекс цветопередачи
  • Энергоэффективность ламп
• Нормы освещенности для жилого помещения
• Как рассчитать освещенность

Получите дополнительную скидку на диваны и мягкие кровати от OneAndHome!

Разноплановое освещение в квартире студии

Составляем план освещения

Даже самый дорогой ремонт можно испортить неправильно размещенными источниками света, в то же время грамотное освещение может облагородить бюджетный интерьер и даже преобразить его.

Для начала нужно иметь план размещения мебели и других объектов обстановки помещения, а затем приступать к планированию освещения. В каждой комнате квартиры должно быть не менее трех видов освещения:

• общее верхнее, для равномерной освещенности пространства
• рабочее, для локальной подсветки например, рабочей зоны в кухне
• декоративное, подразумевает подсветку карнизов, арт-объектов, лестниц и пр.

Рассмотрим каждый из видов подробнее.

Верхний общий свет подсвечивает центральную часть комнаты, тогда как углы остаются в тени, потому возле кресел или дивана в гостиной, в спальне у кровати, в кухне над обеденной зоной и т.д. устанавливают локальное освещение (торшеры, бра, настольные лампы).

Пример планировки освещения в гостиной

При расчете стоит учитывать не только интерьер, но и образ жизни обитателей квартиры: в некоторых случаях достаточно люстры и торшера, в иных – множество дополнительных подсветок.

Анализ интерьера

Некоторые цвета, поглощают свет, например, красный и оранжевый, черный и темно-коричневый, и если в интерьере запланирована темная мебель или отделка поверхностей при расчете освещения следует учесть процент поглощения света.

Характеристики электроламп

Свет характеризуется цветовой температурой, которую измеряют в Кельвинах и чем выше этот показатель, тем прохладнее свет и наоборот.

Температура цвета

Наиболее благоприятная температура света – 2600-3600 К, который дает теплое белое свечение. Такую температуру применяют для общего освещения. Для рабочих зон применяют нейтрально белый свет – 3600-5500 К, показатели свыше 6600К применяют в офисных помещениях и для квартиры подобное освещение неприемлемо.

Пример температуры света

Ватт, люмен и люкс

В ваттах измеряют мощность лампочки, данный параметр указывают на упаковке. По сути, это объем потребляемой электроэнергии за час работы.

Люмен показывает силу света, его яркость и мощь, также указывается производителем.

Советуем прочитать: Самостоятельная планировка освещения в квартире: основные правила

В люксах измеряют интенсивность освещенности поверхности, на которую попадает свет.

Важно: чтобы грамотно выбрать яркость лампочки, обращайте внимание не на ватты, а на люмены.

Для примера: 100 люменов освещающие 1 квадратный метр равны 100 люксам, тогда как это же количество люменов, направленных на 10 м. кв. равны 10 люксам. ТО есть, яркость света остается неизменной, но поверхность освещенность сокращается.

Индекс цветопередачи

Этот параметр отвечает за сохранение естественного оттенка предмета, на который направлен свет лампы. Индекс цветопередачи измеряется в Ra или CRL и чем он ниже, тем искаженнее цветопередача. К примеру, белый диван с цветопередачей 52 Ra выглядит как блеклое пятно.

Оптимальная цветопередача лампочки не менее 70 R, идеальный – 90.

Энергоэффективность ламп

Чтобы не расходовать лишнюю электроэнергию, лампы подбирают с соответствующим классом энергоэффективности, обозначаются производителем буквами латинского алфавита:

• А, В – люминесцентные и светодиодные лампы относят к высшему классу энергосбережения
• С, D – галогенные лампы
• Е, F и G – лампочки с нитью накаливания.

Не стоит экономить на лампах, так как бюджетные лампы накаливания рассчитаны до 1000 часов работы, тогда как светодиодные источники света служат около 50 000 часов.

Рейтинг энергоэффективности

Нормы освещенности для жилого помещения

Для жилых и нежилых помещений существуют стандарты и нормы регламентируемые СНиП 23-05-95 и указанные в Люксах (Лк):

• гостиная, спальня, кухня, столовая – 150
• детская комната – 200
• кабинет – 300
• прихожая, коридор – 60/50
• кладовая – 300
• санузел – 50
• подвал, чердак – 60
• лестничная площадка – 20.

Читайте также: Тренды светодизайна: современные схемы освещения в интерьере

Оптимальные параметры освещенности в люксах (Лк)

Как рассчитать освещенность

Рассчитать освещенность в квартире самостоятельно можно только приблизительно. Профессионалы всегда учитывают форму комнаты, высоту потолков, палитру интерьера, индивидуальное восприятие, разновидности светильников и необходимость зонирования светом.

При покупке ламп проконсультируйтесь с продавцом, базируясь на примерной планировке освещения.

Дизайнеры чаще всего основываются не на личных предпочтениях, а на соответствующих нормах, если решено обустроить освещение в квартире самостоятельно воспользуйтесь одним из способов:

Способ 1. Монтируйте столько источников света, чтобы их восприятие было приятно для глаз, избегая чрезмерной яркости или тусклости. Для примера: одна 25-ваттная лампа на 1 квадратный метр площади.

Способ 2. Расчет освещенности для жилых помещений на 1м. кв. следующий:

• приглушенный свет для спальни – 10-12 Вт/ м2
• средняя интенсивность (санузел, кабинет, детская) – 15-18 Вт/м2
• яркий свет (гостиная) – 20 Вт/м2.

Исходя из этих параметров, умножьте мощность лампы на площадь помещения и получите необходимые данные.

Второй способ подходит для обычных ламп накаливания, галогенные источники при равной мощности дают в 1,5 раза больше света, а люминесцентные умножают его на пять.

Читайте также: Как сделать комнату светлее: простые дизайнерские приемы

Пример: для спальни площадью 20 м2 необходимо освещение мощностью 240 Вт, то есть две лампочки мощность 100 и 150 Вт. Для «галогенок» необходимо 240 Вт разделить на 1,5, то есть понадобится три лампы мощностью 50/50/60 Вт. Этот же принцип применяют и при расчете для люминесцентных ламп, но делят на пять.

Способ 3. Самые популярные типы ламп сегодня – светодиодные. Чтобы правильно рассчитать освещенность необходимо вычислить интенсивность светового потока в люменах и исходя из этого параметра, определить количество led-ламп.

Для расчета люменов учитывают норму освещенности в люксах, площадь помещения и коэффициент высоты потолка.

Воспользовавшись таблицей нужно количество люмен разделить на ватты светодиодной лампы.

Таблица расчета освещенности светодиодными лампами

Для Вас спецпредложение на мягкую мебель и кровати от OneAndHome!

Способ 4. Чтобы примерно рассчитать освещенность в Лк можно воспользоваться онлайн-калькулятором, указав параметры комнаты и высоту потолка

Важно: высокие потолки поглощают свет и потребуются более мощные лампочки.

Под рабочей поверхностью подразумевается плоскость, до которой должен доходить свет. Стандартная высота до кресла или журнального столика – 0,8.

Коэффициент отражения – это способность поверхностей отражать или поглощать свет. К примеру. Для помещения с белым потолком, темным полом и бежевыми стенами достаточен коэффициент 70/50/20. Для белых и светлых интерьеров, например, в скандинавском стиле нужны показатели 80/80/30. В темных интерьерах уместен коэффициент отражения – 30/30/10.

Разноплановый сценарий освещения

Коэффициент запаса задается для возможных погрешностей. В комнате с маленьким окном и небольшой отражающей способностью поверхностей его закладывают в размере 1,4.

Уровень освещенности зависит от типа помещения и представлен в таблице выше.

При выборе типа освещения рекомендуется выбирать интерьерное освещение, светодиодную ленту и стандартную модель комнаты. Последовательность расчета освещения на калькуляторе проста и эффективна, если следовать указаниям в сервисе.

Освещение в спальне с темной стеной и полом

Если вы сомневаетесь в собственной способности грамотно рассчитать освещение в квартире, обратитесь к профессионалам.

Как рассчитать освещение — Tachyon Light

Содержание

• Каков освещение
• Как вычислить освещение
• Связанные термины
• .

Коэффициент светоотдачи

•   Основная классификация
• Related Posts

Что такое освещенность

Интенсивность освещения — это физический термин, который относится к световому потоку видимого света, получаемого на единицу площади. Сокращенно освещенность [1], единица люкс (Lux или lx). Он используется для обозначения интенсивности света и количества освещенности площади поверхности объекта.

В фотометрии «яркость» — это плотность силы света в определенном направлении, но ее часто неправильно понимают как освещенность. Международная единица светимости – свет свечи, полученный на квадратный метр.

Интенсивность света оказывает большое влияние на фотосинтез организмов. Его можно измерить люксметром.

Освещенность/освещенность поверхности, освещенной светом, определяется как световой поток, освещающий единицу площади.

Предположим, что световой поток на элементе поверхности dS равен dΦ, тогда освещенность E на этом элементе поверхности равна: E=dΦ/dS.

1 лк=1 лм/м². При равномерном освещении объекта светом, когда световой поток, полученный на площади 1 квадратного метра, составляет 1 люмен, его освещенность составляет 1 люкс. Люмен — это единица светового потока.

Точечный источник света с силой света в 1 канделу имеет световой поток «1 люмен» на единицу телесного угла (1 стерадиан).

Candlelight (Кандела), транслитерация «Кандела». Понятие свечи было впервые изобретено британцами, и это единица силы света.

В то время британцы использовали фунт белого воска, чтобы сделать свечу длиной в один фут, чтобы определить единицу свечения. Но сегодняшнее определение изменилось: нагрев черным светящимся телом объемом один кубический сантиметр до расплавления светящегося тела в жидкость, 1/60 количества испускаемого света — стандартный источник света, а свеча — стандартный источник света. Единица излучаемого света.

Как рассчитать освещенность

Метод расчета освещенности: использовать метод коэффициентов для расчета средней освещенности –

Средняя освещенность (Eav) = общий световой поток источника света (N*Ф) * коэффициент использования (CU) * коэффициент обслуживания (MF ) / площадь площади (м2) (применимо к расчету внутреннего освещения или освещения стадиона)

Коэффициент использования: 0,4 для общего помещения, 0,3 для спорта

Коэффициент обслуживания: обычно 0,7～0,8

• Пример 1: Внутреннее освещение: 4×5 м комната, используя 9комплекты решетчатых светильников 3×36 Вт

Средняя освещенность = общий световой поток источника света×CU×MF/площадь

= (2500×3×9)×0,4×0,8÷4÷5

• Пример 2: Освещение стадиона: площадка 20×40 м,

Использовать светодиодный прожектор LedsMaster 1000 Вт, 60 комплектов

Средняя освещенность = общий световой поток источника света×CU×MF/площадь

＝(130000×60)×0,3×0,8÷20÷40=2340 люкс

Заключение: Средняя горизонтальная освещенность выше 2000 люкс

• Расчетный случай средней освещенности футбольного поля:

Условия проектирования: Стандартное футбольное поле имеет длину 105 метров, ширину 68 метров, высоту фонарных столбов 18 метров, расстояние между фонарными столбами 36 метров.

Коэффициент использования 0,7, коэффициент эксплуатации 0,8, количество ламп 36 комплектов,

Какая средняя освещенность на футбольном поле?

Решение для лампы: В лампе используется антибликовый прожектор LedsMaster мощностью 1000 Вт, световой поток 170 000 лм, цветовая температура 5600 K, цветопередача выше Ra90.

По формуле:

Eav=(36 комплектов X 170000 Лм X 0,7X0,8)/(105м X 68м) =110880,00÷196,56м2=480 люкс

Примечания: Проект освещения должен требовать точного коэффициента использования , иначе будут большие отклонения.

Основными факторами, влияющими на коэффициент использования, являются следующие:

*Кривая светораспределения ламп

*Коэффициент светоотдачи ламп

*Отражательная способность помещений, таких как газоны, стены, трибуны и т.д. и искусственное освещение

Солнечный свет — это естественное освещение, а световое освещение — это искусственное освещение.

• 2. Световой цикл и время освещения

В природе 24 часа в сутки — это световой цикл. Время со светом — это светлый период, а время без света — это темный период. При естественном освещении время солнечного света (яркий период) обычно рассчитывается как время солнечного света; при искусственном освещении время воздействия света — это время освещения, а 24-часовой период освещения — это период естественного освещения; длиннее или короче 24 часов называется неестественным световым циклом; если в течение 24 часов имеется только один яркий период и один темный период, такое освещение называется однопериодным; если есть два или более ярких или темных периода в течение 24 часов, это прерывистое освещение. Сумма световых периодов в фотопериоде называется фотопериодом.

• 3. Сила света

Количество светового потока, передаваемого источником света в пределах телесного угла в определенном направлении. Единица: кандела (кандела, кд).

• 4. Световой поток

Энергия света, излучаемая источником света в единицу времени, называется световым потоком источника света, а ее единицей являются люмены (количество света на площади в 1 квадратный фут, находящейся на расстоянии 1 фута от источника света в 1 свечу). составляет 1 люмен).

Под прямыми солнечными лучами летом интенсивность света может достигать 60 000–100 000 лк, на открытом воздухе 10 000–10 000 лк без солнца, 100–550 лк в помещении в яркое лето и 0,2 лк ночью при полной луне.

Лампы накаливания могут излучать около 12,56 лк света на ватт, но это значение зависит от размера лампы. Маленькие лампочки могут излучать больше люменов, а большие меньше. Световая отдача люминесцентных ламп в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания, а срок службы составляет 9раз больше, чем у ламп накаливания, но и цена выше. Из света, излучаемого лампой накаливания без абажура, около 30 % люменов поглощается стенами, потолками, оборудованием и т. п.; низкое качество и темнота лампы уменьшат количество люменов, поэтому можно использовать только около 50% люменов.

Как правило, при наличии абажура и высоте лампы 2,0～2,4 м (расстояние между лампами в 1,5 раза больше высоты), лампы мощностью 1 Вт на площадь 0,37 м² или лампы мощностью 2,7 Вт на площадь 1 м² могут обеспечить 10,76 люкс. Большое влияние на силу света оказывает высота установки лампочки и наличие или отсутствие абажура.

Кривая распределения света светодиодов

  Определение кривой распределения света:

Это относится к распределению интенсивности света источников света (или ламп) во всех направлениях в пространстве.

Кривая, образованная путем маркировки значений силы света каждой позиции на графике в полярных координатах, представляет собой кривую светораспределения лампы.

  Как выразить кривую светораспределения

Обычно существует три способа выражения кривой светораспределения: один — метод полярных координат, другой — метод прямоугольных координат, а третий — кривая равной силы света.

а. Кривая светораспределения в полярных координатах:

На измерительной плоскости, проходящей через центр источника света, измеряются значения силы света ламп под разными углами. Начиная с определенного направления, интенсивность света каждого угла отмечается вектором с использованием угла как функции. Соединение в верхней части вектора представляет собой кривую распределения света в полярных координатах осветительного прибора. Если светильник имеет осесимметричную ось, то для иллюстрации пространственного распределения его силы света можно использовать только кривую распределения силы света на фотометрической поверхности, проходящую через ось.

Если распределение света светильника в пространстве асимметрично, для объяснения пространственного распределения его силы света необходимы кривые распределения силы света нескольких фотометрических плоскостей.

б. Кривая распределения света в прямоугольных координатах:

Для концентрирующих ламп, поскольку луч сосредоточен в очень узком телесном угле, трудно выразить пространственное распределение его интенсивности света в полярных координатах, поэтому метод представления кривой распределения света под прямым углом используется, а вертикальная ось представляет карту интенсивности света. I. Используйте горизонтальную ось, чтобы указать угол проекции луча. Если это светильник с симметричной осью вращения, для его представления требуется только одна кривая светораспределения, а если это асимметричный светильник, требуется несколько кривых светораспределения.

в. Кривая силы света:

Кривая, соединяющая вершины векторов с одинаковой силой света, называется кривой равной силы света, а значения соседних кривых силы света располагаются в определенном соотношении, а график состоит из ряда кривых равной интенсивности называется кривой равной интенсивности. Графики, обычно используемые графики, включают круговые графики, прямоугольные графики и графики положительных дуг. Поскольку прямоугольная сетевая диаграмма может объяснить как распределение силы света ламп, так и региональное распределение количества света, диаграммы кривых изоинтенсивности прожекторов представляют собой прямоугольные сетевые диаграммы, которые мы не будем здесь вводить.

Коэффициент светоотдачи

Коэффициент светоотдачи, т. е. КПД лампы, относится к отношению значения светового потока, излучаемого лампой, измеренного при определенных условиях, к сумме измеренных значений светового потока, излучаемого всеми источниками света в лампе . Существует множество методов классификации осветительных приборов, таких как классификация по назначению, классификация по коэффициенту распределения светового потока, рекомендованному CIE, классификация по пыле-, влагозащищенности и устойчивости к поражению электрическим током.

  Основная классификация

Согласно классификации ламп, рекомендованной Международной комиссией по освещению (CIE) (внутреннее освещение)

Согласно рекомендациям Международной комиссии по освещению (CIE), светильники делятся на пять категорий по пропорции светового потока в верхнем и нижнем пространстве: прямой тип, полупрямой тип, полностью рассеянный тип (включая прямо-непрямой тип с небольшим горизонтальным светом) и полупрямой тип. Косвенный и непрямой.

  (1) Светильник прямого освещения

Большая часть светового потока (90-100%) этого типа ламп освещается непосредственно снизу, поэтому световой поток ламп имеет самый высокий коэффициент использования.

  (2) Светильник полупрямого освещения

Большая часть светового потока (60-90 %) этого типа светильника направлена ​​в пространство нижней полусферы, а небольшая часть направлена ​​вверх. Восходящий компонент уменьшит жесткость тени, создаваемой средой освещения, и улучшит коэффициент яркости каждой поверхности.

(3) Рассеянное или прямо-непрямое освещение (светильник рассеянного освещения)

Световой поток ламп вверх и вниз практически одинаков (по 40%-60%).

Наиболее распространенным является сферический абажур из опалового стекла, и другие закрытые абажуры с рассеянной и прозрачной формой имеют аналогичное светораспределение. Такой светильник излучает свет равномерно во всех направлениях, поэтому коэффициент использования светового потока низкий.

(4) Светильник полунепрямого освещения

На нисходящий световой поток светильников приходится 10%-40%, и его нисходящая составляющая часто используется только для получения соизмеримой с потолком яркости. Слишком большое количество этого компонента или его неправильное распределение также могут вызвать некоторые дефекты, такие как прямое или косвенное ослепление.

Полупрозрачная крышка, открытая сверху, относится к этой категории. В основном они используются в качестве архитектурного декоративного освещения. Поскольку большая часть света направлена ​​на потолок и верхнюю часть стены, непрямой свет в комнате увеличивается, а свет становится мягче и приятнее.

  (5) Светильник непрямого освещения)

Небольшая часть светового потока (менее 10%) лампы направлена ​​вниз. При хорошем дизайне весь потолок становится источником света, создавая эффект мягкого и бестеневого освещения. Поскольку лампы имеют очень небольшой нисходящий световой поток, при разумной компоновке прямые и отраженные блики очень малы. Коэффициент использования светового потока у этого типа ламп ниже, чем у предыдущих четырех.

Расчет освещенности

Расчет освещенности ПРИМЕЧАНИЕ. Это вырезано из заметок из класса профессора Секуина CS184 Fall04. За полный документ см. на http://www.cs.berkeley.edu/~ug/slide/pipeline/assignments/as8/SLIDEHOME/docs/slide/spec/spec_frame_nongeonode.shtml#lighting

---

Расчет освещенности

В этом разделе объясняется, как различные осветительные приборы параметры используются для характеристики освещения сцены.

Модель освещения используется для расчета цвета каждого точку на поверхности при освещении. Он определяется как сумма освещенности от каждого отдельного источника света.

Следующие символы используются во всех расчетах освещения ниже:

• d : расстояние от источника света до точки на рассмотрении.
• C : тройной цвет. Каждое из приведенных ниже уравнений включая C или любой индекс C , может быть разложить на три эквивалентных уравнения для красного, зеленого и компоненты синего цвета. Каждое из значений цвета должно лежать между 0 и 1. Если в любом из вычислений значение цвета выходит за пределы этого диапазона, его необходимо нормализовать.
• C _diff : Рассеянный цвет поверхности — задается параметром цвета на поверхности утверждение.
• C _spec : Зеркальный цвет поверхности — рассчитано из C _diff и C _light .
• C _свет : Цвет освещающего света — дано цвет параметр любой свет утверждение.
• I : тройка цветов, обозначающая освещение или воспринимаемый цвет. Каждое из приведенных ниже уравнений, включающее I или любое другое с индексом I , можно разложить на красная, зеленая и синяя компоненты цвета и должны быть нормализованы в так же, как тройка цветов, C .
• D : вектор направления направленного света или пятна. свет.
• P : положение прожектора или прожектора.
• L : вектор света — имеет направление, противоположное направление падающего света.
• V : вектор из рассматриваемой точки в глаз.
• N : нормаль к поверхности на той же стороне поверхности как В . Обратите внимание, что это не обязательно нормаль внешней поверхности.
• R : вектор отражения, определяющий отражение направление светового луча в идеальном случае плоского зеркало. Он рассчитывается как R  = 2( N ^.  L ) N  —  L .

Примечание: L , V , N и R являются единичными векторами

Освещенность в точке на поверхности зависит как от свойства поверхности и освещающих источников света. Параметры поверхность выписка определить различные поверхностные свойства.

surface	id color    ( C r C g C b ) reflectivity    (K amb K diff K spec ) показатель    N фонг металлический    м
торцевая поверхность

( С _р С _г С _б ) тройка определяет диффузный цвет поверхности, т.е. цвет поверхности при рассеянном освещении или нормальный цвет поверхности. Это C _дифф .

К _амб , К _дифф и K _{спецификация} — окружающий, диффузный и коэффициенты зеркального отражения соответственно. Все должно быть между 0 и 1. Каждое из них умножается на три значения цвета поверхности. обеспечивают отражательные свойства поверхности для каждого из три цвета. K _амб коэффициент контролирует долю рассеянный свет, отраженный от поверхности. Этот коэффициент можно поднять или опустить, чтобы соответствовать общей отражательной способности поверхность (т.е. K _амб = K _диф ) или для представления количества окружающего света, который влияет на объекта (т.е. коэффициент внешней освещенности может быть снижен, если считается, что объект находится в темном углу сцены.) Дифференциал K коэффициент контролирует долю свет диффузно отражается от поверхности. Это диффузное отражение рассчитывается по закону Ламберта. Коэффициент K _spec контролирует долю свет, который зеркально отражается от поверхности. Это зеркальное отражение рассчитывается в соответствии с Модель освещения Фонга.

N _фонг является показателем степени в фонге зеркальный термин.

Расчеты освещения должны выполняться в 9Система координат источника света 0328. Освещаемая точка и ее вектор нормали должны быть преобразуется в систему координат источника света с помощью Q _{свет<-объект} и Q _{объект<-свет} ^T соответственно. Это позволит правильно рассчитать спад в случай света, который был масштабирован и позволит прожекторы или точечные светильники должны иметь неравномерный масштаб в Мир.

---

Металлические поверхности

м — это металлический фактор поверхности и используется для вычисления C _spec , зеркального цвета поверхность. Значение м должно быть между 0 и 1. Чем металличнее поверхность, тем больше ее естественный цвет. отражается в зеркальных отражениях. Если поверхность чисто металлическая ( м =1), то зеркальные отражения вне поверхности будет иметь тот же цвет, что и диффузные отражения; если поверхность чисто пластическая ( м =0) затем зеркальные отражения будет в точности соответствовать цвету падающего света. Если C _свет — это цвет освещающего света, тогда

C _спец.  =  м C _{дифференциал} C _{светлый}  + (1- м )

_{C светлый}

---

Окружающий свет

  свет   идентификатор 
    введите  SLF_AMBIENT
   цвет  (  С  р  С  г  С  б   )
  концевой фонарь 
 

Окружающий свет определяет ненаправленное фоновое освещение. Цвет поверхности, освещенной рассеянным светом,

I _амбр  =  K _амб C _диф C _свет

Например:

светлый фон
  введите SLF_AMBIENT
  цвет (0,86 0,2 0)
конец света
 

определяет красноватую фоновую подсветку.

---

Направленный свет

  свет   идентификатор 
    введите  SLF_DIRECTIONAL
    цвет  (  C  р  C  г  C  б   )
  концевой фонарь 
 

Направленный свет — это источник света, находящийся в бесконечности, при этом свет излучается в одном основном направлении, D  = ( x _d   y _d   z _d ). По умолчанию это направление равно (0 0 -1) , по оси — z , но его можно изменить преобразованиями, помещающими свет в сцена. Если Q _world<-light это трансформация света тогда

D = ( x _d y _d z _d 0) = Q _{мир<-свет} [0 0 -1 0] ^T
L = — D / | Д |

Точно так же поверхность и ее нормаль могут быть преобразованы в система координат источника света с использованием Q _{свет <-мир} и Q _world<-light ^T соответственно. Тогда вектор света по умолчанию, (0 0 -1) , равен использовал. Этот метод даст правильные результаты в случае масштабированного источника света. источник.

Для направленного света нормированный вектор света L равен постоянным для всех рассматриваемых точек.

Цвет точки на поверхности, освещенной направленным светом источник

I _дир = К _{дифференциал} ( Н ^.   Л ) C _{дифференциал} C _свет + К _спец. ( R  ^.  V ) ^Нфонг C _спец.

---

Точечный свет

  свет   идентификатор 
    введите  SLF_POINT
    цвет  (  С  р  С  г  С  б   )
    мертвое расстояние  (  d  0   )
    спад  (  n  1   )
  концевой фонарь 
 

Точечный источник света расположен в точке P  = ( x _p   y _p   z _p ), и излучает свет одинаково во все стороны. По умолчанию эта позиция находится в начале координат, (0 0 0) , но его можно изменить преобразованиями, помещающими свет в сцена. Если Q _world<-light это трансформация света тогда

P = ( x _p y _p z _p 1) = Q _{мир<-свет} [0 0 0 1] ^T

— положение источника света в мировых координатах.

Точно так же поверхность и ее нормаль могут быть преобразованы в система координат источника света с использованием Q _{свет <-мир} и Q _world<-light ^T соответственно. Тогда положение источника света по умолчанию, (0 0 0) , равно использовал. Этот метод даст правильные результаты в случае масштабированного источника света. источник.

Вектор света, L , отличается для каждой точки на поверхности и – вектор от рассматриваемой точки до источника света. d ₀ мертвое расстояние и n ₁ — показатель степени коэффициента спада.

Цвет точки на поверхности, освещенной точечным источником света то же, что и для направленного источника света, за исключением того, что затухает с расстоянием в множитель 1/( d ₀  +  d ) ^{n ₁} . Если d это расстояние от источника света до точки рассматриваемого цвета точки на поверхности, освещенной точечный источник света это:

I _точка = [ К _{дифференциал} ( Н  ^.   Л ) C _{дифференциал} C _свет + К _спец. ( R  ^.  V ) ^Нфонг C _{спец. ( d 0 + d ) ^{n 1}}

---

Прожектор

  свет   идентификатор 
    тип  SLF_SPOT
    цвет  (  C  р  C  г  C  б   )
    мертвое расстояние  (  d  0   )
    спад  (  n  1   )
    угловой спад  (  n  2   )
  концевой фонарь 
 

Точечный источник света расположен в точке P  = ( x _p   y _p   z _p ), но подобно направленному источнику света, он излучает свет в одном главное направление. D  = ( x _d   y _d   z _d ) — вектор в главном направлении излучаемого света. По умолчанию точечный источник света расположен в начале координат. (0 0 0) , если смотреть вниз по оси — z , (0 0 -1) . Они могут быть изменены с помощью преобразования, которые помещают свет в сцену так же, как для в точечный свет и направленный свет соответственно.

Световой вектор, Л , отличается для каждой точки на поверхности и является единичным вектором из рассматриваемая точка на P . д это расстояние от источника света до точки. д ₀ и нет ₁ такие же, как для точечного источника света и нет ₂ является показателем углового спада между Д и — л . Цвет точки на поверхности, освещенной точечным источником света. то же самое, что и точечный источник света, за исключением того, что ослабляется с углом выхода из луча в множитель [ Д  ^. (- L )] ^{n ₂} . Цвет точки на поверхности, освещенной прожектором, равен

I _пятно = [ K _{дифференциал} ( N  ^.