آشنایی با اصول روشنایی

آشنایی با اصطلاحات مربوط به نور

ü     دمای رنگ

دمای رنگ عددی است که برحسب کلوین بیان می شود. هرچه این عدد بالاتر باشد رنگ نور بیشتر به محدوده رنگ های سفید نزدیکتر است. هرچه این عددکوچکتر باشد رنگ نور به رنگ های گرم نزدیکتر است. به عنوان مثال وقتی گفته می شود دمای رنگ  یک فلورسنت 4000 کلوین است به این معنی است که اگرجسم سیاه را تا 4000 کلوین گرم کنیم، نوری به رنگ لامپ فلورسنت فوق منتشر می شود.

ازآنجا که مفهوم دمای رنگ ممکن است برای بسیاری از کاربران شناخته شده و ملموس نباشد، طبق استاندارد برای بیان دمای رنگ اصطلاحاتی توسط شرکت های مختلف متداول شده است که برروی نام لامپ درج می شود این اصطلاحات عبارتند از:

رنگ نور مناسب در هر محیط متناسب با کاربرد آن انتخاب می شود. در اغلب استانداردهای روشنایی، رنگ نور مناسب در هر محیط نیز در ستون مجزا درج گردیده است.

به عنوان مثال برای محیط هایی که قراراست فرد در آن به استراحت بپردازد، نظیر بیمارستان ها، منازل، هتلها و... رنگ نورهای گرم با دمای رنگ پایین، یعنی نورهای سفیدگرم توصیه می شود. در مقابل در محیط های صنعتی، نظیر کارگاه تراشکاری و پرس، بهتر است سراغ رنگ نورهای سرد نظیر روشنایی روز برویم که مانع خواب آلودگی افراد می شود.

برای محیط هایی نظیر مدارس، دفاتر اداری، آشپزخانه منزل، راهرو بیمارستان و...، توصیه می شود که نورهای میانه نظیر سفید و سفید سرد انتخاب شود. در بسیاری از موارد به غلط دیده شده که برای اینکه یک محیط اداری، دارای رنگ نور میانه باشد دو لامپ با رنگ سفید گرم و روشنایی روز را کنار هم قرارمی دهند که با ترکیب اینها نور محیط به حد میانه برسد. حال آنکه اینکار ضمن اینکه باعث نازیبا شدن محیط شده و بر توزیع غیریکنواخت روشنایی اثر می گذارد، از نظر طراحی روشنایی نوین امر مطلوبی نیست و در هیچ یک از منابع علمی طراحی روشنایی داخلی، چنین کاری توصیه نشده است.

ü     درصد بازتاب رنگ

چنانچه نمود اشیا را زیر نور خورشید به عنوان مبنا مدنظر قرار دهیم، این شاخص نشان می دهد که اشیا زیر نور منتشر شده توسط لامپ تا چه اندازه به رنگ واقعی نمایش داده می شوند. CRI درمورد لامپ های عددی 20-100 است و هرچه این عدد بالاتر باشد نمود رنگ واقعی تر است.

عامل اصلی نمود رنگ مطلوب توسط نور یک لامپ، کامل بودن طیف نور آن است. به عنوان مثال زمانی که در طیف نور منتشر شده از یک لامپ، رنگ قرمز، موجود نباشد، کلیه اشیای قرمز رنگ (یادارای قسمتهای قرمز) با رنگ صحیح خود نشان داده نخواهند شد.

بنابراین برای جاهایی که نمایش واقعی رنگ اهمیت زیادی دارد نظیر صنایع نساجی، اتاق رنگ صنایع خودروسازی، اتاق گریم و آرایش و... استفاده از لامپ های با درصد بازتاب رنگ برای چند گروه از لامپ های مختلف  عبارتند از:

لامپهای فلئورسنت :50-80%

لامپهای بخارسدیم: 20-40%

لامپهای متال هالید: 80-90%   

درصد بازتاب رنگ طبق استاندارد در 5 گروه کلی مشخص می شود.

برای بیان دمای رنگ و درصد بازتاب رنگ لامپ های مختلف در سال های اخیر، انجمن بین المللی مهندسین روشنایی، یک کد سه رقمی را برای لامپ ها پیشنهاد کرده است (نظیر 827،740، 930 و...)که رقم اول آن، درصد بازتاب رنگ (جدول پایین) و دو رقم بعدی (جدول پایین) جدول رنگ را نشان می دهد.

.

آشنایی با اصطلاحات مربوط به محاسبات روشنایی

در قسمت قبل مبانی اصطلاحات مرتبط با فیزیک نور شرح داده شد. در این قسمت به معرفی فاکتورهایی می پردازیم که در محاسبات روشنایی با آن سروکار خواهیم داشت و به نوعی مستقل از پارامترهای معرفی شده درقسمت قبل هستند، به این معنی که در هنگام طراحی روشنایی و انجام محاسبات روشنایی برای یک مجموعه، رنگ نور و نمود رنگ براساس توصیه های استاندارد تعیین می شود.

شارنوری (جریان نوری)

کل نور خارج شده از یک منبع نوری در واحد زمان درتمام جهات در فضا را شار نوری (Luminous Flux) می گویند. واحد شار نوری لومن می باشد. و با LM نشان داده می شود.

شدت نور Intensity) Luminous)

چنانچه نور منتشر شده از لامپ تحت زاویه معینی هدایت شود، شاخص دیگری به نام شدت نور مورد استفاده قرار می گیرد. شدت نور را با (I) نشان می دهند و واحد آن  کندل  یا شمع است که با CD  نمایش می دهند.

با توجه به اینکه لامپ های رفلکتوردار نور را در جهت خاصی از فضا منتشر می کنند. (نظیر لامپهای هالوژن رفکتوردار) لذا  برای ذکر میزان نور خارج شده از این لامپ ها از واحد کندل استفاده می شود. بنابراین بدیهی است که برای دو لامپ با مشخصات یکسان و کاملا مشابه که تنها زوایای رفلکتوردار آنها با یکدیگر متفاوت است آنکه زاویه رفکتوردار آن کوچکتر است شدت نور بیشتری دارد چرا که عملاً  کل شار نوری منتشر شده از لامپ در زاویه محدودتری  متمرکز می شود و لذا شدت نور بیشتر می شود.

شدت نور یک لامپ هالوژن50W  استاندارد با رفلکتوردار 38 wfl)) برابر  1500 کندل و شدت نور همین لامپ با رفلکتور 10 درجه sp  برابر  8200 کندل است.

بهره نوری(efficacy Luminous)

این عدد که در واقع نسبت شار نوری خارج شده از لامپ به توان مصرفی آن است، نشان دهنده کارایی و بهره وری لامپ است، هرچه این عدد بالاتر باشد به این معنی است که لامپ با مصرف انرژی کمتر، شار نوری بیشتری تولید می کند.

شدت روشنایی (illuminance)

مقدار شار نوری که به واحد سطح میرسد را شدت روشنایی می گویند. واحد شدت روشنایی برابر لوکس است. شار نوری میزان نوری است که لامپ از خارج می شود و شدت روشنایی آن میزان از نور است که پس از منتشر شدن توسط لامپ و بازتاب های مختلف در نهایت به سطح می رسد. شدت روشنایی معمولاً در صفحات افقی و عمودی تعریف می شود. برای اندازه گیری شدت روشنایی از ابزاری به نام لوکس متر استفاده می شود.

ضریب انعکاس (Reflection Factor)

نسبت مقدار نوری که از یک سطح بازتابیده می شود، به کل نوری که به آن سطح تابیده می شود را ضریب انعکاس گویند. ضریب انعکاس سطوح روشن، در حدود 80-90%  و ضریب انعکاس سطوح تیره در حدود 20% است.

درخشندگی Luminance))

درخشندگی در واقع اثر فیزیولوژیکی روشنایی بیرونی و روشنایی خیابان ها اهمیت زیادی دارد.