مهندسی روشنایی

شدت روشنايی نامی En:
شدت روشنايی نامی عبارت است از شدت روشنايی متوسط در اتاق يا قسمتی از اتاق كه فعاليت خاصی در آن انجام می شود . در محاسبۀ شدت روشنايی نامی بايد طول عمر متوسط لامپ ها و ضرايب نگهداری لامپ ها و چراغ ها را مدنظر قرار داد.
شدت روشنايی نامی معمولاً روی صفحه ای افقی در ارتفاع ۰/۸۵ متری كف اتاق اندازه گيری می شود. اما بديهی است در فضاهايی كه تجهيزات كاری در صفحات مختلف قرار دارند، شدت روشنايی نامی را بايد روی صفحۀ مربوطه محاسبه و اندازه گيری كرد. از آن جا كه فعاليت های صنعتی و تجاری در زوايای مختلفی انجام می گيرد، شدت روشنايی عمودی نيز بايد كافی باشد تا مشاهدۀ اجسام قائم به راحتی صورت گيرد. نسبت پيشنهاد شده ۱ به ۳ است.

در فضاهای كاری خارج از ساختمان، شدت روشنايی نامی، شدت روشنايی متوسط فضای كار است.

ضرايب يكنواختی Indoor:
اين مفهوم شامل سه جنبه است:

لف) يكنواختی توزيع درخشندگی: توزيع درخشندگی در يک اتاق، با در نظر گرفتن ميزان بازتاب سطوح اتاق و درخشندگی يك سطح طبق رابطۀ زير محاسبه می شود:
L=ÞE/π

که E شدت روشنايی و Þ ضريب بازتاب سطح است. چشم انسان قادر به تطبيق اختلاف درخشندگی بين جسم و محيط اطراف هست، اما تطبيق مداوم باعث خستگی می شود. نسبت مناسب بين درخشندگی يک قطعه و محيط پيرامونش نبايد بيش تر از ۳ به ۱ و کم تر از ۱ به ۳ باشد . اين نسبت مناسب، شرايط ديد خوبی فراهم می کند و برقراری ارتباط از راه چشم با محيط اطراف بهبود می يابد. نسبت درخشندگی سطح کار به درخشندگی سطوح بزرگ تر و در فاصلۀ دورتر مانند سقف، ديوارها و ماشين آلات نبايد از ۱۰ به ۱ تجاوز کند و از ۱ به ۱۰ کمتر باشد. درخشندگی کاملاً يكنواخت نيز موجب خسته شدن چشم می شود و بنابراين بايد به هنگام انتخاب سيستم روشنايی و رنگ برای يک محل مورد نظر قرار گيرد . بازتاب از سطوح مختلف در يک اتاق بهتر است كه در محدوده های زير باشد.

سطوح ميزتحرير و ماشين آلات: %۵۰-۲۰              سقف: %۸۰-۶۰                ديوارها: %۵۰

بديهی است که هر چه بازتاب از اين سطوح بيش تر باشد، سيستم روشنايی نصب شده به W/m² کمتری نيازمند است و بنابراين از نظر اقتصادی به صرفه تر خواهد بود.

ب) يکنواختی شدت روشنايی: شدت روشنايی در سراسر ناحيه ای که تأمين روشنايی آن مد نظر است، بايد به طور معقولی يکنواخت باشد. برای مثال در مورد روشنايی دفاتر کار، سراسر اتاق بايد به ميزان مناسبی روشن شود. اين امر به دليل اجتناب از ايجاد نواحی وسيع تاريک صورت می گيرد که در غير اين صورت به هنگام نگاه کردن از ناحيۀ روشن شده به اطراف بر قدرت تطبيق چشم اثر می گذارد. شدت روشنايی در هيچ نقطه ای نبايد کم تر از %۶۰ شدت روشنايی متوسط باشد.

پ) يکنواختی temporal: هنگامی که فرکانس چرخش قطعات متحرک ماشين آلات مانند چرخ ها با فرکانس چشمک زدن لامپ های فلورسنت يا تخليه گازی با فشار زياد يکسان باشد، قطعات متحرک ثابت به نظر می رسد . اين پديده اثر استروبوسکوپيک نام دارد. برای از بين بردن احتمال رخداد خطراتی که اين اثر ممکن است به وجود آورد،
می توان از چراغ هايی که با مدار سه فاز يا lead-lag کار می کند و يا از بالاست های الکترونيکی براي کنترل لامپ های فلورسنت استفاده نمود. به اين ترتيب روشنايی در بازه هايی زمانی يكنواخت خواهد بود كه فركانس آن ها با فركانس حركت قطعات متحرك متفاوت است.

ضرايب يكنواختی roadway

جهت نور و سايه ها

جهت نور و ايجاد سايه ها (مدلسازی) بر اطلاعات دريافتی ما از طريق بينايی تأثير می گذارد. توزيع نور چراغ ها و چگونگی قرارگرفتن آن ها در اتاق، جهت نور را مشخص می کند که به نوبۀ خود بر شکل، موقعيت و عمق سايه ها تأثير دارد. با انتخاب صحيح پرتو فرودی می توان زنندگی بازتابی و سايه های مزاحم را حذف کرد. مدلسازی مناسب برای ايجاد روشنايی مناسب ضروری است تا چشم انسان قادر به تشخيص شکل ها و ساختار سطوح باشد.
الف) جهت نور: بهترين روشنايی برای فضای كاری زمانی به دست می آيد كه نور از سمت چپ بالا بتابد (سمت راست بالا برای چپ دست ها) فضاهای كاری را بايد طوری طراحی كرد كه در نزديكی پنجره ها، خطوط ديد موازی با ديوار اصلی و محور طولی چراغ باشد.
ب) مدلسازی: وجود سايه های كمرنگ (به دليل نفوذ نور ) و سايه هايی با لبۀ تيز (توسط نور كانونی شده) تشخيص شكل ها و ساختارها را مشكل می سازد. سايه های مزاحم می تواند علت رد شدن توليدات و در خطر قرارگرفتن اپراتورها باشد.

رنگ نور و نمود رنگ
رنگ نور: استانداردها لامپ ها را به سه دستۀ رنگی تقسيم می كند:
سفيد گرم (LC=ww(warm white، سفيد خنثي يا سفيد سرد (LC=nw(neutral white، سفيد (LC=dw(daylight daylight white
سفيد گرم: اين رنگ نور كه جزء قرمز آن زياد است برای دفاتر كار، رستوران ها و اتاق های تفريحی به كار می رود.
سفيد خنثی: رنگ نور سفيد خنثی برای مراكز توليدی تجاری و صنعتی پيشنهاد می شود.
سفيد daylight: اين لامپ ها بيش تر در اتاق هايی به كار می رود كه در آن ها color matching انجام می شود.

نمود رنگ: هر چه ضريب نمود رنگ بيش تر باشد، رنگ اجسام طبيعي تر به نظر می رسد. از اين ديدگاه، لامپ ها به ۶ دسته تقسيم می شود:
دسته نمود رنگ CR1A :1A
دسته نمود رنگ CR1B :1B
دسته نمود رنگ CR2A :2A
دسته نمود رنگ CR2B :2B
دسته نمود رنگ CR3 :3
دسته نمود رنگ CR4 :4
براي نورپردازی فضاهای داخلی، پيشنهاد می شود كه لامپ حداقل در دسته نمود رنگ ۳ قرار بگيرد.