II. rész Anyagok fénytechnikai tulajdonságai; fényeloszlás, Lambert törvény fénysűrűségi tényező; belsőtéri világítás méretezése manuális számításokkal, a LiTG hatásfok módszerével.
Visszaverés, reflexió Áteresztés, tanszmisszió Anyagok optikai tulajdonságai
Lambert törvénye annyira újszerű volt, hogy Euler is kételkedve fogadta. Közel Lambert sugárzóként viselkedhetnek az elsődleges és másodlagos fényforrások is. Ilyen tulajdonságot mutat a fényt keltő fénycső felülete, a fényt visszaverő matt festésű fal vagy a fényt áteresztő tejüveg. A Lambert sugárzó minden vizsgálati (megfigyelési) irányból azonos fénysűrűségű. Az egyenletesen szórt sugárzó: a Lambert sugárzó
Sík felületre merőleges irányban I0 fényerősséggel sugárzó Lambert sugárzó kisugárzott fényárama: = I0 A nagyságú, ρ reflexiós tényezőjű Lambert sugárzó felületere jutó Φ fényáram által létrehozott megvilágítás: E= A A felületről visszavert fényáram: r= A felület fényerőssége és fénysűrűsége: Lr Φ E r I 0r = I 0r Lr= A I0r A, ρ r = = A = = E A A Lambert sugárzó esetében a fénysűrűség arányos a megvilágítással, a szemlélési iránytól független, a kettő aránya a fénysűrűségi tényező. L q = = E Megvilágítás, fénysűrűség, fénysűrűségi tényező
A C-γ koordinátarendszer
A LiTG a hatásfok módszeréhez a CIE osztályokon belül további kategóriákat definiált. Lámpatestek CIE szerinti osztályozása
Forgásszimmetrikus fényeloszlású fényvető Aszimmetrikus fényeloszlású fényvető Két síkra szimmetrikus fényeloszlású lámpatest Közvilágítási lámpatest Tipikus fényeloszlások
Világítás tervezés LiTG módszerrel A módszer az átlagos megvilágítás - szabványban előírt - karbantartási értékének létrehozásához szükséges lámpatest mennyiség meghatározására alkalmas, a kiinduló adatok, segédletek és a tervezői döntések alapján végzett számításokkal. Kiinduló adatok A megvilágítás karbantartási értéke a helyiségben folyó tevékenység alapján az MSZ EN 12464-1 szabvány követelménytáblázatából állapítható meg. A táblázat a megvilágítás mellett a káprázáskorlátozásra és a színvisszaadásra is megad számszerű követelményeket. A helyiség méreteit, a határoló felületek reflexiós tényezőit adatszolgáltatás/felmérés/becslés adhatja meg. A tervezés menetének leírását követő oldalakon találjuk meg a számítási összefüggéseket és a szükséges segédleteket. Tervezés
Tervezői döntések A lámpatestet úgy választjuk meg, hogy a helyiségben megkövetelt IP védettségű legyen, ezen felül a fényforrása teljesítse a követelménytáblázatban a színvisszaadásra és a színhőmérsékletre vonatkozó előírásokat. A világítási mód, a lámpatest fényeloszlásának jellege olyan tegyen, hogy várhatóan teljesítse a káprázáskorlátozás követelményeit. A gazdaságos világítást sötét határolófelületű helyiségekben csak közvetlen világítási móddal, keskenyen sugárzó lámpatestekkel érhetünk el. A lámpatest teljesítményét úgy válasszuk meg, hogy a megvilágítás egyenletessége (várhatóan) megfeleljen a követelményeknek. Túl nagy egységteljesítményű lámpatestből kevés kell, egyenetlen lesz a világítás. Kis egységteljesítmény esetén sok lámpatestre lesz szükség, mind a létesítésii, mind a karbantartási költségek nagyobbak lesznek. Az elhelyezési lehetőségek és a helyiség belmagassága alapján el kell dönteni, mennyezeti vagy függesztett szerelést alkalmazunk-e. Tervezés
Számítás A világítási mód, a helyiség méretei és a lámpatest mennyezeti vagy függesztett elhelyezése alapján kiszámítjuk a helyiségtényezőt. A lámpatest fényeloszlását összehasonlítva a helyiséghatásfok táblázat minta fényeloszlásaival, válasszuk ki a táblázat azon szeletét, amelyhez tartozó minta fényeloszlás a legjobban hasonlít a lámpatestünk fényeloszlásához. Ebből a helyiség reflexiós tényezői és a helyiségtényező ismeretében olvassuk ki a helyiséghatásfokot, becsléssel interpolálva. Fényforrás katalógusból olvassuk ki a színhőmérséklet és színvisszaadás szempontjából megfelelő, a lámpatestben használható fényforrás fényáramát. Majdnem reménytelen: lámpatest katalógusból olvassuk ki a választott lámpatestünk lámpatest hatásfokát. Ezt a gyártók általában nem közlik. Becslésre kényszerülünk: por- és páramentes lámpatesteknél 50 %-os, a tükrösrácsos lámpatestek és a nagynyomású kisülőlámpás lámpatestek esetén 70 %-ra becsülhetjük a lámpatest hatásfokot. Az avulási tényezőt a környezettől függően 0,8, 0,7 vagy 0,6 értékűre válasszuk, az utóbbi érték az igen erős szennyezett környezet esetén indokolt. Tervezés
Számítsuk ki a létrehozandó megvilágításhoz szükséges elméleti lámpatest számot. Készítsük el - közel négyzethálós elrendezésre törekedve - vagy folytonos vonalakba rendezve a világítótestek elhelyezését, az így kiadódó tényleges lámpatest szám alapján határozzuk meg a megvilágítás tervezési értékét és a kezdeti értékét. Tervezés
A, B és C világítási módnál: k= ab h L a b D és E világítási módnál: k = 1.5 ab hm a b a: a helyiség hossza b: a helyiség szélessége A helyiségtényező
Az elméleti lámpatest mennyiség számítása: n= Em A z f L h v ahol n : az elméleti lámpatest szám E m : a megvilágítás karbantartási értéke,lux 2 A: a helyiség alapterülete, m z : a lámpatesten belüli fényforrások száma f : a lámpatest egy fényforrásának fényárama, lumen L : a lámpatest hatásfok h : a helyiséghatásfok v : az avulási tényező A lámpatest kiosztást elkészítve, a tényleges lámpatest szám ismeretében meghatározhatjuk a megvilágítás tervezett értékét és a kezdeti értékét. Et = nt Em n E0 = ahol E t : a megvilágítás tervezett értéke, lux E m : a megvilágítás karbantartási értéke, lux n t : a lámpatest kiosztásból adódó tényleges lámpatestszám n : a hatásfok módszerrel számított elméleti lámpatesrszám Számítás Et v E 0 : a kezdeti megvilágítás, lux E t : a tervezett megvilágítás, lux v : az avulási tényező
A számítások semmilyen információt nem adnak a megvilágítás térbeli egyenletességére vonatkozóan. A lámpatestek elhelyezési távolságának a világítási magassághoz vett arányát hasonlítsuk össze az ajánlott határértékekkel. Ha túl nagy ez az arány, az egyenletesség valószínűleg nem lesz megfelelő, ezért ismételjük meg a világítás méretezését kisebb egységteljesítményű lámpatesttel. Ellenőrzés
A számítógépes világítástervező programok megjelenése előtt egyes lámpatest gyártók hatékony segítséget adtak a gyártmánykatalógusaikban a manuális világítástervezéshez. A lámpatesttel elérhető világítási hatásfok táblázat mellett a káprázáskorlátozás értékelésére szolgáló fénysűrűség határérték diagramot (Söllner diagramot) is megadták a világítástechnikai jellemzők között. Tervezés
A korábbi szabványunk a káprázáskorlátozás tervezést a fénysűrűségi határgörbékre alapozta, a 45 -tól legfeljebb 85 -ig terjedő kritikus tartományban a határgörbék szerint korlátozta a fénysűrűséget, a nézési irányra merőlegesen elhelyezett lámpatesteknél kisebb fénysűrűséget megengedve. A jelenlegi szabvány az UGR káprázáskorlátozási mutatót használja, de néhány világítástervező program a határgörbék szerinti értékelésre is lehetőséget ad Káprázáskorlátozás
A helyiséghatásfok meghatározása a táblázat szerinti reflexiós tényezők figyelembevételével történhet. Reflexiós tényezők
Helyiséghatásfokok
Helyiséghatásfokok
Helyiséghatásfokok
Helyiséghatásfokok
Helyiséghatásfokok
Helyiséghatásfokok
A táblázat szerinti átlagértékektől jelentős elérések adódhatnak a határoló felületek reflexiójától és a helyiség méreteitől függően. Világítási módok relatív hatásossága
A reflexiós tényezők hatása a világítás egyenletességére
A világítási módok és hatásaik
VÉGE