Dőlési szög

Dőlési szög – Lefelé irányuló fénycsóva szög a fotometriában

Meghatározás és alapfogalom

A dőlési szög a fotometriában egy fénycsóva fő tengelyének lefelé irányuló szögeltérése a vízszintes síktól. Ez a szög, amelyet fokban mérünk, megmutatja, hogy a fénycsóva központi tengelye mennyire tér el a lámpatestet átmetsző vízszintes vonaltól lefelé. Gyakorlati világításban 0° dőlési szög esetén a fénycsóva vízszintesen halad, míg 90°-nál merőlegesen lefelé mutat.

A dőlési szög kulcsfontosságú az építészeti, színpadi és műszaki világításban, ahol a fény irányának pontos szabályozása optimális megvilágítást, minimális káprázást és elkerülhető fénykiszóródást biztosít a nem kívánt felületekre. A tervezők és mérnökök erre a paraméterre hivatkoznak, amikor pontosan meg akarják határozni, hova koncentrálódik a fény – legyen szó galériákban műtárgyak, színpadon előadók vagy kültéri járdák megvilágításáról.

A fotometriai jelentésekben és IES (Illuminating Engineering Society) fájlokban a dőlési szög megfelel annak a függőleges szögnek (gamma), amelynél a lámpatest a legnagyobb fényerősséget bocsátja ki. A dőlési szög megértése alapvető bárki számára, aki világítótesteket specifikál, irányít vagy telepít, amikor a célzott megvilágítás elengedhetetlen.

A dőlési szög szerepe: fényeloszlás és fotometriai görbék

A dőlési szög közvetlenül befolyásolja a lámpatest fényeloszlási mintázatát, és jól szemléltethető fotometriai görbéken:

• Kis dőlési szögek (közel 0°) egyenesen lefelé irányuló világításhoz használatosak, ideálisak egyenletes padló- vagy munkafelület megvilágításához.
• Nagyobb dőlési szögek a fénycsóvát a függőlegestől elterelik, alkalmasak falfestésre, hangsúlyos világításra vagy építészeti elemek kiemelésére.
• Negatív dőlési szögek (kissé felfelé) ritkák, főként kültéren kerülik őket a fényszennyezés elkerülése miatt.

Fotometriai diagramok

• Polárdiagram: A polárdiagram „orra” vagy csúcsa mutatja a maximális intenzitás irányát – vagyis a dőlési szöget.
• Derékszögű (C-Gamma) diagramok: Az y-tengelyen (függőleges szög) az intenzitásgörbe csúcsa jelzi a dőlési szöget.

A fotometriai fájlokban az a függőleges szög (gamma), ahol a legnagyobb kandela értéket találjuk, a dőlési szög. Ez a paraméter elengedhetetlen a világítási számításokhoz, a beállítási útmutatókhoz, és ahhoz, hogy a világítás megfeleljen a tervezési és szabályozási követelményeknek.

Kapcsolódó fogalmak: fénysugár szög, mező szög és fényerősség

• Fénysugár szög: Az a szög, amelyen belül a fény intenzitása a csúcsérték 50%-ára csökken – leírja, milyen széles a sugár a dőlési szög körül.
• Mező szög: Az a szélesség, ahol az intenzitás a csúcs 10%-ára esik – meghatározza a fény hasznos terjedését.
• Fényerősség: Kandela (cd) mértékegységben, egy adott irányba kibocsátott fény mennyiségét jelzi. A maximális fényerősség iránya adja meg a dőlési szöget.

Ezek a paraméterek együtt írják le a lámpatest fényének irányát és lefedettségét.

Hogyan mérik és használják a dőlési szöget

A dőlési szög mérése:

1. Határozza meg a vízszintes referencia síkot (általában a talajjal párhuzamos).
2. Keresse meg a fénycsóva központi tengelyét (a maximális intenzitás irányát).
3. Mérje meg a lefelé mutató szöget a vízszintes sík és a sugár tengelye között szögmérővel, inklinométerrel vagy fotometriai adatok elemzésével.

Gyakorlatban:
A világítástervezők megadják a dőlési szöget, hogy a lámpatesteket pontosan a kívánt irányba állítsák be, így a fény csak oda jut, ahová szükséges, csökken a káprázás és a kiszóródás, valamint teljesülnek az előírások (pl. sötét égbolt rendeletek). Digitális tervezőprogramok, mint a DIALux, AGi32 és Relux, lehetővé teszik a dőlési szög virtuális beállítását és vizualizációját a telepítés előtt.

Dőlési szög leolvasása fotometriai diagramokon

A dőlési szög értelmezése:

• Polárdiagram: A középpontból induló leghosszabb „csúcs” mutatja a dőlési szöget.
• Derékszögű diagram: Az intenzitásgörbe legmagasabb pontja a függőleges tengelyen (gamma) a dőlési szög.

Lépésről lépésre:

1. Keresse meg a kiindulópontot (a lámpatest középvonalát).
2. Kövesse a görbét a maximális fényerősségig.
3. Olvassa le a megfelelő szöget – ez a dőlési szög.

Példa: Ha a polárdiagram csúcsa 30°-ra van a vízszintestől, a dőlési szög 30°.

Szimmetrikus vs. aszimmetrikus fényeloszlás

• Szimmetrikus eloszlás:
  A lámpatest körkörösen, egyenletesen bocsát ki fényt a tengelye körül. A dőlési szög általában 0°, a sugár egyenesen lefelé irányul. Általános világításnál, mennyezeti lámpatesteknél használatos.

• Aszimmetrikus eloszlás:
  A lámpatestet úgy tervezik, hogy a fény nagyobb része az egyik irányba koncentrálódjon, a dőlési szög eltolódik (pl. 20°–40°), így falmosásra, táblák vagy járdák megvilágítására alkalmas. A fotometriai görbén az „orr” eltolódik a középtől.

A szimmetrikus vagy aszimmetrikus eloszlás választása alapvető világítástervezési döntés, amely közvetlenül befolyásolja a dőlési szöget és a megvilágítás jellegét.

Gyakorlati példák és alkalmazások

• Irodai mennyezeti lámpatestek:
  Többnyire 0° dőlési szöggel működnek az egyenletes, általános világításhoz.

• Galériák falfestő lámpái:
  20°–40° dőlési szöggel állítják be, hogy egyenletesen világítsák meg a függőleges felületeket.

• Járdavilágítás:
  Mérsékelt (10°–20°) dőlési szöget alkalmaznak, hogy a fény lefelé/oldalra irányuljon, elkerülve a káprázást.

• Spotlámpák:
  Állítható dőlési szög (0°–45°) a műtárgyak vagy kiállítási tárgyak kiemeléséhez.

• Homlokzatvilágítás:
  Aszimmetrikus lámpatestek 30°–75° dőlési szöggel, a hatékonyság maximalizálásához és a fényszennyezés minimalizálásához.

Dőlési szög számítása: lépésről lépésre

Empirikus (helyszíni):

1. Állítsa be a vízszintes referenciát.
2. Irányítsa be a lámpatestet.
3. Mérje meg a vízszintes és a fénycsóva fő tengelye közötti szöget digitális szögmérővel vagy inklinométerrel.

Analitikus (fotometriai adatok alapján):

1. Szerezze be az IES fájlt vagy a gyártói adatokat.
2. Keresse meg a maximális fényerősség (kandela) értéket.
3. Jegyezze fel a függőleges szöget (gamma), ahol ez jelentkezik – ez a dőlési szög.

[ \theta = \arccos \left( \frac{z}{\sqrt{x^2 + y^2 + z^2}} \right) ]

Ahol z az intenzitásvektor függőleges összetevője.

Dőlési szög vs. beállítási szög vs. szerelési szög

• Dőlési szög:
  A vízszinteshez képest a fénysugár fő tengelyének szöge (ahová a fény irányul).

• Beállítási szög:
  A lámpatest tényleges billenése egy alapfelülethez (általában a szerelési felülethez) viszonyítva.

• Szerelési szög:
  Az a szög, amelyben a lámpatestet a szerelési felülethez rögzítik.

Szimmetrikus lámpatesteknél a dőlési és beállítási szög gyakran megegyezik. Aszimmetrikus optikánál a belső fényirányítás miatt a dőlési szög eltérhet a beállítási szögtől.

Dőlési szög a világítástervezésben

A dőlési szög szabályozása elengedhetetlen:

• Fényirányítás: A fény pontosan a kívánt felületekre irányítása.
• Káprázáscsökkentés: Az intenzív fényforrások közvetlen láthatóságának elkerülése.
• Fényszennyezés csökkentése: A sötét égbolt és helyi előírások betartása.
• Energiahatékonyság: A megvilágítás célzott irányítása és a pazarlás csökkentése.
• Esztétikai minőség: Építészeti elemek vagy kiállítások kiemelése.

A világítási szimulációs szoftverek lehetővé teszik a dőlési szögek tesztelését és optimalizálását még a telepítés előtt. Helyszínen a kivitelezők szögmérővel ellenőrzik a dőlési szöget, hogy megfeleljen a tervezési célnak.

Összefoglalás

A dőlési szög a világítástervezés egyik alapvető paramétere, amely meghatározza a lámpatest fő fénysugarának lefelé irányát a vízszinteshez képest. Fokban mérik, fotometriai diagramokon szemléltethető, IES fájlokban rögzítik. A dőlési szög ismerete lehetővé teszi, hogy a világítástechnikai szakemberek vizuálisan hatékony, energiahatékony és előírásoknak megfelelő világítási megoldásokat hozzanak létre építészeti, kereskedelmi és kültéri környezetben.