Comprendre comment les unités de mesure « lumen » et « lux » sont correctement liées les unes aux autres, ainsi que où elles sont utilisées, est nécessaire pour résoudre avec succès les situations quotidiennes suivantes :
- détermination et vérification de l'éclairage dans une zone résidentielle pour conformité à la norme ;
- l'emplacement des luminaires afin de créer le même éclairage partout dans la pièce ;
- prévention des dépenses excessives d'électricité pour les appareils d'éclairage;
- prévention des maladies oculaires résultant du manque de lumière et des conditions corporelles négatives causées par une violation des biorythmes.
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Qu'est-ce que le lumen et le lux
Toute source lumineuse peut être caractérisée par la force de la lumière émise. Dans le système métrique international, il est mesuré en candelas (cd). La dérivée de la candela est une valeur qui caractérise directement le flux lumineux - lumen, en abrégé - lm.
Important: sur les lampes modernes et les produits à LED, la valeur du flux lumineux émis par celles-ci en lumens ou la valeur du rendement lumineux en lumens par watt (lm / W) est indiquée.
L'efficacité lumineuse en chiffres spécifiques décrit l'efficacité de la conversion de l'énergie électrique en lumière et caractérise l'efficacité de la lampe. Pour obtenir uniquement des lumens, il faut multiplier la valeur en lm/W par la valeur de la puissance du produit en watts. Par exemple, la puissance lumineuse d'une lampe à incandescence de 100 watts est de 15 lm/W. Donc théoriquement il émet une lumière de 1500 lumens. En réalité, il y a toujours des pertes de rapport d'ouverture. Tout d'abord, cela est dû au matériau de la lampe elle-même.
La prise en compte du mouvement des ondes lumineuses dans l'espace conduit inévitablement au concept d'illumination, car la lumière ne brille pas en elle-même, elle est toujours dirigée vers l'extérieur de la source et rend les autres objets visibles à l'œil humain. Évidemment, dans ce cas, il tombe à la surface d'une certaine zone, ce qui le rend éclairé.
Lux est une unité de mesure de l'éclairement. Si un flux lumineux de 1 lumen tombe perpendiculairement et uniformément sur une surface d'une unité de surface (1 m²), son éclairement sera de 1 lux.
La valeur absolue de l'éclairement en lux sera toujours un multiple de la valeur du flux lumineux en lumens pour chaque source lumineuse spécifique, car la relation entre ces valeurs est inversement proportionnelle. Plus la zone éclairée est grande, plus les caractéristiques d'éclairage sont mauvaises. Ainsi, par exemple, une lampe à incandescence de 1500 lm, placée dans un cube opaque de surface frontale de 1 m², strictement en son centre, c'est-à-dire équidistante de tous ses côtés, n'éclairera que 6 m² (4 côtés de 1 m², 1 bas + 1 haut). Ainsi l'illumination à l'intérieur d'un tel cube sera :
1500 lm / 6 m² = 250 lx.
Laissez maintenant la même ampoule dans le lustre éclairer un carré - pour faciliter le calcul - une pièce d'une longueur de mur de 4 m. Ce sera le même cube avec une superficie de côté de plage de 16 m², et le la superficie totale sera de 96 m². Dans le même temps, pour la pureté du calcul, l'ampoule doit être suspendue au centre de la pièce à une distance de 2 m du sol et du plafond. Alors l'illumination à chaque point de la pièce serait :
1500 lm / 96 m² = 15.625 lx.
En pratique, personne ne le fait, la longueur maximale de la suspension du lustre n'est que de 0,5 m. En se concentrant sur les sensations visuelles, une personne sentira qu'il y a plus de lumière directement sous l'ampoule que dans les coins de la pièce, et un petit La zone du plafond à l'endroit où la lampe est fixée est mieux éclairée à condition que sa conception soit ouverte vers le haut.
Dans la vie de tous les jours, en plus de la luminosité, les facteurs suivants affectent l'éclairage de la surface :
- distance à la source lumineuse ;
- l'emplacement de la source lumineuse ;
- sa forme;
- angle d'incidence de la lumière (rotation et inclinaison des socles);
- la courbure de la surface elle-même ;
- modification des caractéristiques spatiales ;
- propriétés de surface réfléchissantes (par exemple, une surface en velours noir et les miroirs doivent être éclairés différemment).
Par conséquent, en pratique, les calculs théoriques sont inutiles et un luxmètre est utilisé pour mesurer l'éclairement.
Comment convertir des lux en lumens
Cependant, si vous connaissez la valeur d'éclairage souhaitée en lux et la surface de la surface éclairée, vous pouvez calculer la quantité requise de flux lumineux en lumens. Dans le même temps, il faut comprendre que le calcul sera effectué avec de nombreuses hypothèses, car il n'est pas possible de rapprocher les conditions de sa mise en œuvre des conditions physiquement idéales. Lors du calcul, il faut supposer que :
- la source lumineuse est située au centre;
- l'éclairement est uniforme sur toute la zone, ce qui est quasiment impossible ;
- la lumière tombe sous le même angle sur toute la surface ;
- la surface est éclairée depuis l'intérieur de la sphère de pensée supposée être autour de la source.
Important! La formulation pratique de cette tâche semble beaucoup plus simple: il existe une norme d'éclairage en lux pour une pièce particulière, par exemple pour un bureau - 300 lux. Combien de lampes faut-il placer pour s'y conformer ? Pour ce faire, la valeur requise en lumens est d'abord calculée. L'irrégularité inévitable de l'éclairage peut être corrigée avec un rétroéclairage supplémentaire.
Pour obtenir la valeur en lumens, vous devez multiplier la norme en lux par la valeur de la zone à éclairer.
Exemple: Laissez un bureau avec une norme de 300 lux avoir une longueur de mur de 10 mètres et une hauteur de plafond de 4 mètres. Il est nécessaire de calculer le nombre minimum de lumens requis pour se conformer à la norme.
La surface au sol et au plafond sera de : 10 x 10 = 100 m².
Superficie de chaque mur : 4 x 10 = 40 m².
Théoriquement, avec l'hypothèse d'un éclairage uniforme et de l'emplacement de la source, à égale distance de tous les points de la surface, le problème est résolu comme suit :
300 lux x (4 x 40 + 100 + 100) m² = 300 x 360 = 108 000 lm.
Si cette valeur astronomique est "traduite" en lampes à incandescence ordinaires de 100 watts, alors seulement ... 72 pièces sont nécessaires.
L'approche pratique sera différente. Il n'est absolument pas nécessaire d'éclairer le plafond - les lieux de travail des employés sont en dessous. De plus, la conception de nombreux plafonniers empêche la diffusion de la lumière vers le haut. Ainsi, à partir des calculs, vous devez supprimer la zone du plafond:
300 lx x 260 m² = 78 000 lm.
Les plafonniers modernes à LED peuvent produire 5 000 lumens.En conséquence, ils auront besoin de 16 pièces (78 000/5 000), arrondies au nombre entier le plus proche.
Ce nombre peut être réduit. Selon SanPiN 2.2.1 / 2.1.1.1278-03, l'éclairage est mesuré au-dessus de la surface de travail, ainsi qu'aux points de contrôle à 1 m des murs et des ouvertures lumineuses.Il suffit de placer des dispositifs d'éclairage au-dessus des postes de travail des employés. En réduisant mathématiquement les caractéristiques géométriques du plancher de 1 m de chaque côté, on obtient :
300 lux x (160 + 64) m² = 300 x 224 = 67200 lm.
Ce que seront les plafonniers : 14 pièces arrondies au nombre entier le plus proche.
Valeurs de lumens pour différents luminaires
Les exigences modernes pour l'emballage des appareils d'éclairage obligent à apporter au consommateur leurs caractéristiques techniques dans leur intégralité. Par conséquent, trouver la valeur en lumens sous l'abréviation "lm" ou "lm" sera facile. Par exemple:
- lampe à incandescence 100 W - 1300-1500 lm ;
- lampe à incandescence 60 W "General Electric" - 660 lm;
- lampe à économie d'énergie "NetHaus", halogène 13 W - 250 lm;
- lampe à diode électroluminescente (LED) "Gauss Elementary" 12 W "comme dans 100 W" - 1130 lm;
- lampe à diode électroluminescente (LED) "Gauss Elementary" 6 W "comme dans 60 W" - 420 lm;
- Lampe LED Elektrostandard LTB0201D 60 cm 18V - 1200 lm;
- Lampe de table LED Maytoni Nastro, 15 W - 900 lm ;
- lampe de bureau TL-ECO sur LED 48,5 W - 4530 lm (flux lumineux final après toutes les pertes).
Comme le montre le rapport entre le flux lumineux et la puissance de l'appareil, les appareils d'éclairage à LED sont les plus économiques et les plus efficaces en termes d'efficacité lumineuse.
Attention! Depuis le 1er janvier 2020, toutes les lampes fluorescentes compactes, tubulaires et industrielles contenant du mercure et d'autres métaux dangereux sont interdites en Fédération de Russie, elles n'ont pas été incluses dans la liste.
Normes d'éclairage
Les règles sanitaires SanPiN 2.2.1/2.1.1.1278-03 réglementent l'éclairage moyen des bâtiments, des structures et des institutions à diverses fins, ainsi que l'éclairage des gares, des routes, des passages pour piétons, des parcs et des stades.
Les normes d'éclairage artificiel dans les locaux d'habitation sont les suivantes:
- bureau - 300 lux;
- chambre d'enfants - 200 lux;
- salons et cuisine - 150 lux ;
- vestiaire - 75 lux;
- salle de bain et salle de bain - 50 lux;
- couloir - 50 lux;
- garde-manger - 30 lux.
Cependant, dans la plupart des cas, l'éclairage des pièces et des zones résidentielles est sélectionné en fonction des préférences personnelles des résidents eux-mêmes, et le respect de la norme n'est effectué qu'en ce qui concerne les locaux de production et de travail.
En guise de conclusion, il convient de rappeler ce qui suit :
- La valeur numérique du flux lumineux est indiquée sur l'emballage du produit d'éclairage en lumens.
- Pour obtenir la valeur de l'éclairement en lux, il faut le diviser par la valeur de la surface à éclairer, exprimée en mètres carrés. mètres.
- Il existe des normes sanitaires pour l'éclairage de tout type de pièce.
- Les lampes à diodes électroluminescentes (DEL) sont les plus économiques et les plus efficaces en termes de rendement lumineux.
