Osvětlenost: Kompletní slovník pro letectví, architekturu a strojírenství

Definice

Osvětlenost (značka: E) je fotometrická veličina, která měří celkový světelný tok (Φ) dopadající na danou plochu (A). Jednoduše řečeno, kvantifikuje, kolik viditelného světla dopadá na konkrétní povrch, bez ohledu na to, co s tímto světlem povrch dále udělá. Jednotkou SI pro osvětlenost je lux (lx):

[ E = \frac{\Phi}{A} ]

• E = osvětlenost (lux, lx)
• Φ = světelný tok (lumen, lm)
• A = plocha (metry čtvereční, m²)

1 lux (lx) = 1 lumen (lm) na metr čtvereční (m²)

Osvětlenost je čistě fotometrická veličina—je vážená vnímáním lidského oka na viditelných vlnových délkách, což ji činí přímo relevantní pro vizuální úkoly člověka.

Osvětlenost ve fotometrii

Fotometrie se zabývá měřením viditelného světla tak, jak jej vnímá lidské oko. Osvětlenost je jednou ze základních fotometrických veličin:

Osvětlenost měří světlo dopadající na povrch, což z ní činí základ téměř všech světelných norem a předpisů na pracovištích, v letectví i architektuře.

Měření osvětlenosti

Přístroje

Osvětlenost se měří pomocí luxmetrů nebo fotometrů, které jsou vybaveny:

• fotodiodovým senzorem
• filtry odpovídajícími spektrální citlivosti lidského oka (křivka CIE V(λ))
• kosinovými difuzory pro přesnou úhlovou odezvu

Kalibrace je zásadní pro přesnost—profesionální měřiče jsou kalibrovány podle národních nebo mezinárodních standardů.

Postup

• Umístěte senzor rovnoběžně s měřeným povrchem (obvykle ve výšce pracovního místa)
• Vyhněte se stínům nebo odrazům od obsluhy
• Orientujte senzor směrem k hlavnímu světelnému zdroji nebo jej udržujte vodorovně pro obecné osvětlení
• Zajistěte, aby všechna relevantní světla byla zapnutá a podmínky stabilní

Třídy přístrojů

Pro profesionální a předpisová měření jsou vyžadovány přístroje třídy A/B.

Výpočet osvětlenosti

Obecný vzorec

[ E = \frac{\Phi}{A} ]

Bodový zdroj

Pro bodový zdroj vyzařující tok Φ:

[ E = \frac{\Phi}{4\pi d^2} ]

Kde d je vzdálenost od zdroje.

S využitím světelné intenzity

[ E = \frac{I}{d^2} ]

Kde I je světelná intenzita (kandela) a d vzdálenost.

Úhel dopadu (Lambertův kosinový zákon)

[ E = \frac{I \cdot \cos\theta}{d^2} ]

Kde θ je úhel mezi světlem a kolmicí k povrchu.

Sčítatelnost

Celková osvětlenost od více zdrojů je součtem příspěvků jednotlivých zdrojů:

[ E_{\text{total}} = \sum_{i=1}^n E_i ]

Typické hodnoty osvětlenosti

Podle EN 12464, ASR A3.4, ICAO a oborových doporučení.

Normy a doporučení

Kanceláře a pracoviště (EN 12464-1)

Letectví (ICAO Annex 14, FAA AC 150/5370-2G)

• Osvětlení ploch stání letadel: ≥ 20 lx na povrchu
• Označení drah: 50–100 lx na značkách
• Údržbářské hangáry: 500–1 000 lx

Okolní prostory musí mít alespoň polovinu průměrné osvětlenosti pracovních oblastí. Tyto normy zajišťují bezpečnost a minimalizují únavu očí.

Využití

• Návrh osvětlení: Určuje počet/typ svítidel pro splnění norem a pohodlí
• Shoda s předpisy: Důkaz dostatečného osvětlení pro audity a certifikace
• Zajištění kvality: Ověřuje trvalý výkon při stárnutí světel nebo změnách rozmístění
• Vědecký výzkum: Nastavuje standardní osvětlení experimentů
• Architektura/denní světlo: Vyvažuje denní a umělé osvětlení pro efektivitu a pohodlí

Osvětlenost vs. příbuzné veličiny

• Osvětlenost je o světle dopadajícím na povrch.
• Jas je o světlosti povrchu při pohledu ze směru.
• Ozáření je celkový výkon (není vážený citlivostí oka).
• Světelná intenzita je směrový výkon zdroje.

Technické zákony

Zákon převrácených čtverců

[ E = \frac{I}{d^2} ]

Osvětlenost klesá se čtvercem vzdálenosti od bodového zdroje.

Lambertův kosinový zákon

[ E = \frac{I \cdot \cos\theta}{d^2} ]

Osvětlenost je nejvyšší, když světlo dopadá kolmo.

Nejlepší praxe měření

• Používejte kalibrovaný luxmetr třídy A nebo B
• Senzor umístěte rovnoběžně s povrchem a směrem k hlavním zdrojům světla
• Minimalizujte stíny/odrazy obsluhy
• Měřte za reprezentativních světelných podmínek (včetně denního světla, pokud relevantní)
• U více zdrojů použijte princip sčítání
• Spoléhejte na objektivní měření—vizuální odhad je nespolehlivý

Časté omyly

• Osvětlenost není „jas“: Jas je subjektivní; osvětlenost je objektivně měřená.
• Jas ≠ osvětlenost: Jas závisí jak na osvětlenosti, tak na odrazivosti povrchu.
• Aplikace na smartphonech nejsou pro profesionální použití přesné.
• Více světla není vždy lepší: Nadměrná osvětlenost může způsobit nepohodlí a oslnění.

Shrnutí

Osvětlenost je klíčová fotometrická veličina pro posouzení a návrh osvětlení v letectví, architektuře a strojírenství. Zajišťuje, že prostředí jsou bezpečná, pohodlná a splňují požadavky předpisů. Přesné měření a porozumění osvětlenosti jsou zásadní pro kvalitní světelná řešení.

Pro odborné poradenství ohledně posouzení osvětlenosti a návrhu osvětlení kontaktujte nás nebo naplánujte si ukázku .