Isolux – Azonos megvilágítású kontúrvonalak – Fotometria

A megvilágítás feltérképezése, amelyet isolux kontúrokkal ábrázolnak, alapvető eszköz a világítástervezés tudományában és gyakorlatában. A repülőtéri előterektől és autópályáktól kezdve az irodákig és ipari létesítményekig ezek a diagramok a bonyolult fotometriai adatokat cselekvőképes, vizuális információvá alakítják mérnökök, építészek és üzemeltetők számára. A fotometria tudományával párosítva – amely a látható fény mérését jelenti az emberi szem érzékenysége szerint – az isolux diagramok biztosítják, hogy a világítási rendszerek megfeleljenek a szabványoknak (mint az EN 12464-1, ICAO 14. melléklet vagy IESNA RP-8) és biztonságos, kényelmes környezetet teremtsenek.

1. Fotometriai alapok

1.1 Mi a fotometria?

A fotometria a látható elektromágneses sugárzás (nagyjából 380–780 nm) mennyiségének mérését jelenti, az emberi szem érzékenységi görbéje (V(λ)) alapján. Így a fotometriai mérés a szubjektív fényérzetet, nem csak a nyers energiát tükrözi.

Főbb fotometriai mennyiségek:

• Fényáram (Φ): A fényforrás által kibocsátott összes látható fény, lumenben (lm).
• Fényerősség (I): Egy adott irányba kibocsátott fény, kandelában (cd).
• Megvilágítás (E): Felületre érkező fényáram egységnyi területen, luxban (lx), ahol 1 lx = 1 lm/m².
• Fényesség (L): Egy felület fényérzete, kandelában/m².

A fotometriai mérések a világítási szabványok alapját képezik, és laboratóriumi eszközökkel (goniométer, integráló gömb) végzik őket.

1.2 Mi az az Isolux diagram?

Az isolux diagram egy felülnézeti térkép, amelyen azonos megvilágítású (lux) pontokat összekötő vonalakat (kontúrokat) ábrázolnak egy felületen. Minden isolux vonal egy adott határértéket (pl. 10 lx, 20 lx) jelent, vizuálisan mutatva, hol világosabb vagy sötétebb a terület.

Alkalmazási területek:

• Lámpatestek elhelyezésének és távolságának optimalizálása
• Szabványoknak való megfelelés biztosítása (EN 12464-1, ICAO 14. melléklet, IESNA RP-8)
• Sötét foltok vagy túlvilágított területek azonosítása az energiahatékony tervezéshez

Működési elv:
Egy rácsot helyeznek a célterületre. A rácspontok megvilágítását kiszámítják vagy mérik, figyelembe véve a lámpatest adatait, a szerelési magasságot és a környezeti tényezőket. Ezután kontúrokat rajzolnak azonos lux értékű pontok összekötésével.

Példa:
Egy repülőtéri előtéren egy reflektor isolux diagramja a középen 50 lx, a szélén 20 lx értéket mutathat. Ez segíti a mérnököket további lámpák elhelyezésében az egyenletes, szabálykövető lefedettséghez.

Isolux diagramokat szoftverekkel (pl. DIALux, Relux, AGi32) vagy kézzel, gyártói fotometriai adatok (IES vagy EULUMDAT fájlok) alapján készítenek.

1.3 Mi az az Isocandela diagram?

Az isocandela diagram azonos fényerősségű (kandelában mért) irányokat ábrázol egy fényforrásból, általában polárkoordinátákban. Az isolux diagramokkal ellentétben (amelyek a felületen mutatják a hatást), az isocandela diagramok azt mutatják, hogyan sugároz a lámpatest különböző irányokba.

Felhasználás:

• Fénysugár alakjának értékelése (spot, szórt, széles)
• Lámpatestek besorolása utak vagy területek megvilágítására
• Dőlésszögek beállítása a káprázás vagy fénykiszórás minimalizálásához

Példa:
Egy keskeny sugárú spotlámpa isocandela diagramján a nagy fényerősség kis szögben koncentrálódik, míg egy reflektor diagramja szélesebb lesz.

1.4 Kapcsolódó fogalmak

• Szerelési magasság (h): A lámpatest és a megvilágított felület közötti távolság; befolyásolja a fény eloszlását és intenzitását.
• Sugárzási szög: A fénysugár szélessége, amelyet a maximális intenzitás 50%-ára eső szögek között mérnek.
• Lámpatestek távolsága: A szomszédos lámpatestek közötti távolság az egyenletes lefedettség érdekében.
• Helyiség visszaverődése: A felületek által visszavert fény aránya, amely befolyásolja a hatékony megvilágítást.

2. Az isolux diagramok felépítése és értelmezése

2.1 Hogyan készülnek az isolux diagramok?

1. Terület meghatározása és rács kijelölése (pl. 1 m × 1 m).
2. Fotometriai adatok (IES/EULUMDAT fájlok) és szerelési magasság megadása.
3. Megvilágítás számítása minden rácsponton: [ E = \frac{I}{d^2} \cdot \cos \theta ] ahol (I) az intenzitás, (d) a távolság, (\theta) a beesési szög.
4. Kontúrok rajzolása azonos megvilágítású pontok összekötésével.

Forgásszimmetrikus lámpatestek kör alakú kontúrokat adnak. Aszimmetrikus fényeloszlásúak ellipszis vagy szabálytalan alakzatokat.

Több lámpatest: Az isolux kontúrok átfedése szemlélteti az összesített lefedettséget és egyenletességet.

2.2 Az isolux diagramok olvasása

1. Találja meg az origót: A lámpatest szerelési pontját.
2. Olvassa le a kontúrjelöléseket: Minden vonalhoz tartozik egy lux érték.
3. Értékelje a lefedettséget: A középponttól egy kontúrig mért távolság mutatja az adott megvilágítási szintet.
4. Ellenőrizze az egyenletességet: A szomszédos lámpatestek kontúrjainak átfedése egyenletes lefedettséget jelez.
5. Használja összehasonlításra: Ellenőrizze, hogy a szükséges minimális vagy átlagos megvilágítású kontúrok lefedik-e a kritikus területeket.

Figyelmeztetés:
Feltételezi a sík, akadálymentes felületet. Magasság- vagy visszaverődési eltérések, akadályok esetén korrekció vagy szimuláció szükséges.

3. Alkalmazás a világítási tervezésben

3.1 Isolux diagramok felhasználása lámpatestek elhelyezéséhez

1. Célkitűzések meghatározása: A szabványok alapján minimális/átlagos megvilágítás meghatározása.
2. Lámpatest kiválasztása: Fotometriai adatok és alkalmazási igény alapján.
3. Diagram tanulmányozása: Keresse meg a minimálisan szükséges megvilágítási kontúrt.
4. Távolság számítása: Általában kétszerese a középponttól a kívánt kontúrig mért sugárnak (pl. ha a 20 lx kontúr 10 m-re van, a lámpatesteket 20 m-re helyezze el egymástól).
5. Valós körülmények figyelembe vétele: Visszaverődések, akadályok és szerelési magasság további igazításokat igényelhetnek.

3.2 Szerelési magasság korrekciója

A megvilágítás csökken a szerelési magasság növekedésével, a fordított négyzetes törvény szerint.

Képlet: [ E_{új} = E_{eredeti} \times \left( \frac{h_{eredeti}}{h_{új}} \right)^2 ]

Példa:
Ha a diagram 4 m-en készült, de a szerelés 5 m-en történik:

• Eredeti: 10 lx
• Korrekciós tényező: (4/5)² = 0,64
• Új megvilágítás: 6,4 lx

A legjobb eredmény érdekében a diagramot a tényleges szerelési magasságra célszerű újragenerálni.

3.3 Egyenletességi szempontok

Az egyenletesség elengedhetetlen a biztonság és kényelem miatt. Túlzott kontraszt kényelmetlenséget, rosszabb látási viszonyokat okoz.

Egyenletességi arány: [ U_0 = \frac{E_{min}}{E_{átlag}} ]

Tervezési irányelvek:

• Maximális távolság-magasság arány (gyakran ≤1,5)
• Lámpatestek kontúrjainak átfedése a folyamatos lefedettséghez
• Beltérben a helyiség visszaverődésének figyelembe vétele

4. Szabványok és megfelelés

Az isolux diagramok segítik a tervezőket az alábbi szabványok teljesítésében:

• EN 12464-1: Beltéri világítás (irodák, ipar)
• ICAO 14. melléklet: Repülőtéri és előtéri világítás
• IESNA RP-8: Közúti világítás

Ezek a szabványok minimális és átlagos megvilágítási értékeket, egyenletességi arányokat és esetenként maximális értékeket is meghatároznak a káprázás elkerülése érdekében.

5. Gyakorlati tippek és legjobb gyakorlatok

• Mindig naprakész, hitelesített laboratóriumi fotometriai adatokat használjon.
• Összetett környezetben modellezzen professzionális szoftverrel.
• Igazítsa a terveket a tényleges szerelési magassághoz és felületi viszonyokhoz.
• A telepítés után helyszíni mérésekkel ellenőrizze a terveket.

6. Vizuális példa

Mintadiagram: Minden kontúrvonal egy adott lux értéket jelöl, szemléltetve, hogyan csökken a fény intenzitása a középponttól kifelé.

7. Összefoglalás

Az isolux diagramok a modern világítástervezés alapkövei: a nyers fotometriai adatokat átlátható, cselekvésre ösztönző térképekké alakítják, segítve a lámpatestek optimális elhelyezését, az egyenletesség elérését és a szabványoknak való megfelelést. Használatuk az irodáktól a kiterjedt repülőtéri előterekig terjed, támogatva a biztonságot és az energiahatékonyságot.

További olvasnivaló:

• EN 12464-1: Munkahelyi világítás
• ICAO 14. melléklet – Repülőtér tervezés és üzemeltetés
• IESNA Lighting Handbook

Egyedi világítástervezéshez, isolux diagram konzultációhoz vagy fotometriai elemzéshez keresse világítástechnikai szakértőinket!