Rozsył światła – wzór natężenia światła w przestrzeni – fotometria

Czym jest rozsył światła?

Rozsył światła to przestrzenny wzór opisujący, jak natężenie światła rozchodzi się z oprawy lub lampy oświetleniowej do otoczenia. Obejmuje zarówno kierunek, jak i wielkość emisji światła, a jego wizualizacja odbywa się za pomocą technik fotometrycznych. Wzór ten zależy od układu optycznego oprawy — odbłyśników, soczewek, dyfuzorów — oraz jej orientacji i pozycji montażu.

Inżynierowie i projektanci oświetlenia analizują rozsył światła, aby zapewnić optymalne działanie w danym zastosowaniu, np. podczas oświetlania korytarza, parkingu czy podkreślania detali architektonicznych. Rozsył jest ilościowo określany na podstawie wykresów natężenia światła (w kandeli), tworząc trójwymiarowe „krzywe rozsyłu światła”, które pokazują obszary o wysokim i niskim poziomie oświetlenia.

Normy organizacji takich jak Illuminating Engineering Society (IES) czy Międzynarodowa Komisja Oświetleniowa (CIE) wskazują odpowiednie rozsyły dla różnych zadań. Pomiary fotometryczne w warunkach laboratoryjnych dostarczają dane wykorzystywane w dokumentacji technicznej (np. format IES LM-63). Zrozumienie rozsyłu światła jest niezbędne przy wyborze opraw, które maksymalizują efektywność, spełniają normy bezpieczeństwa i zapewniają komfort wizualny.

Dlaczego wzory rozsyłu światła są ważne

Wzór rozsyłu światła ma kluczowe znaczenie dla skuteczności, bezpieczeństwa i zgodności każdej instalacji oświetleniowej:

• Równomierność: Zapobiega niebezpiecznym ciemnym strefom i nadmiernemu olśnieniu w miejscach takich jak drogi, boiska czy tereny przemysłowe.
• Efektywność: Kieruje światło tylko tam, gdzie jest potrzebne, oszczędzając energię i obniżając koszty eksploatacji.
• Wpływ na środowisko: Niewłaściwy rozsył powoduje zanieczyszczenie światłem (poświata nieba, wtargnięcia światła, olśnienie), co wpływa na ludzi, zwierzęta i astronomię. Przepisy, takie jak wytyczne International Dark-Sky Association, określają limity światła skierowanego w górę.
• Estetyka i wrażenia: Rozsył może podkreślać sztukę, zieleń lub architekturę oraz budować poczucie bezpieczeństwa i komfortu.

Wybór odpowiedniego typu rozsyłu światła to decyzja strategiczna — wpływająca na efektywność widzenia, zgodność z przepisami, ochronę środowiska i doświadczenie użytkowników.

Kluczowe pojęcia w fotometrii

Raporty fotometryczne

Raport fotometryczny szczegółowo opisuje, jak dana oprawa emituje światło, stanowiąc podstawę projektowania oświetlenia, symulacji i spełnienia norm. Tworzony za pomocą goniometru, mierzy natężenie światła w różnych kierunkach, dostarczając dane w formatach takich jak IES LM-63 czy EULUMDAT.

Kluczowe elementy:

• Strumień świetlny (lumeny)
• Rozkład natężenia światła (kandele/kąt)
• Charakterystyka barwowa (CCT, CRI)
• Pobór mocy (waty)
• Polarny wykres natężenia światła i zestawienie strumienia w strefach

Raporty mogą zawierać zalecaną wysokość montażu, kryteria rozmieszczenia i siatki natężenia oświetlenia. Są niezbędne dla programów projektowych i wymagane do akceptacji przez urzędy oraz certyfikacji ekologicznych.

Natężenie światła

Natężenie światła (kandela, cd) to miara widzialnego światła emitowanego w określonym kierunku, liczona jako stosunek strumienia świetlnego do kąta bryłowego (lumen/steradian). W przeciwieństwie do całkowitej ilości światła (lumeny), natężenie opisuje kierunkowość.

Przedstawiane jest na wykresach polarnych, pokazujących przestrzenny rozkład światła z oprawy. Obszary o wysokim natężeniu odpowiadają głównej wiązce; te o niższym natężeniu — światłu rozproszonemu. Normy często ograniczają natężenie pod określonymi kątami w celu kontroli olśnienia i wtargnięcia światła.

Kąt wiązki

Kąt wiązki to szerokość kątowa (w stopniach), w której oprawa emituje co najmniej 50% maksymalnego natężenia. Określa, czy wiązka jest wąska, czy szeroka:

• Wąski (10°–25°): Akcent, światło punktowe, podkreślanie detali
• Szeroki (60°–120°): Oświetlenie ogólne

Kąt wiązki wpływa na rozmieszczenie opraw, wysokość montażu i równomierność. Producenci podają kąty wiązki i kąty pola w kartach katalogowych, co pozwala dobrać oprawę do zadania.

Współczynnik wysokości montażu

Współczynnik wysokości montażu porównuje pionową odległość od oprawy do podłoża ze szerokością oświetlanego obszaru. Na przykład, wysokość montażu 10 m i współczynnik 2,75 pozwala oświetlić szerokość 27,5 m. Niższe współczynniki oznaczają rozsyły wąskie (np. IES Typ I), wyższe — szersze (Typ IV/V).

Właściwy współczynnik montażu zapewnia zgodność z normami, efektywność i bezpieczeństwo widzenia.

Polarny wykres natężenia światła

Polarny wykres natężenia światła przedstawia rozkład natężenia z oprawy pod różnymi kątami. Oprawa jest w centrum; promienie oznaczają natężenie (cd) pod określonymi kątami. Wykresy te pomagają identyfikować rozsyły symetryczne/asymetryczne i są kluczowe przy kontroli olśnienia oraz rozprzestrzeniania światła w wrażliwych zastosowaniach.

Zestawienie strumienia w strefach

Zestawienie strumienia w strefach określa, jaki procent całkowitej emisji oprawy przypada na określone strefy kątowe (np. 0°–30°, 30°–60°, 60°–90° itd.). Jest to niezbędne do spełnienia norm ograniczających światło skierowane w górę i zanieczyszczenie światłem.

Typy rozsyłu światła

Typy rozsyłu IESNA (Typ I–V)

Illuminating Engineering Society of North America (IESNA) definiuje pięć podstawowych typów rozsyłu światła na zewnątrz:

• Typ I: Liniowy; idealny do wąskich ścieżek/przejść.
• Typ II: Szerszy; do dróg dojazdowych, alejek.
• Typ III: Szeroki, do przodu; parkingi, obrzeża.
• Typ IV: Półokrągły, do przodu; granice terenu, bezpieczeństwo.
• Typ V: Symetryczny; duże otwarte przestrzenie, place.

Typy rozsyłu NEMA

National Electrical Manufacturers Association (NEMA) klasyfikuje oprawy według kąta wiązki, w którym natężenie spada do 10% wartości maksymalnej:

Typy NEMA są kluczowe przy doborze reflektorów i naświetlaczy — gdy wymagane jest precyzyjne kierowanie światła.

Porównanie IESNA i NEMA

IESNA stosuje się do oświetlenia dużych powierzchni; NEMA — do zadań wymagających skupionego światła.

Jak czytać diagram rozsyłu światła

Diagram rozsyłu światła (krzywa fotometryczna) przedstawia, jak światło rozchodzi się w różnych kierunkach:

• Wykres polarny: Centrum to oprawa; promienie pokazują natężenie pod określonymi kątami.
• Płaszczyzny C0–C180 i C90–C270: Pokazują symetrię wzdłużną i poprzeczną.
• Szerokość wiązki: Określana przez kształt i długość krzywej.

Analiza tych diagramów pozwala projektantom zapewnić równomierność, uniknąć ciemnych stref i spełnić normy oświetleniowe.

Rozsył światła w praktyce

• Drogi: Wymagają typu II, III lub IV dla równomiernego i bezpiecznego oświetlenia.
• Parkingi/Place: Typ V do oświetlenia 360°.
• Ścieżki: Typ I dla wąskiego, liniowego pokrycia.
• Sztuka/Akcent: Wąskie typy NEMA do skupionych wiązek.

Nowoczesne oprogramowanie (DIALux, AGi32) wykorzystuje dane fotometryczne do modelowania instalacji i zapewnienia zgodności z normami.

Wymagania środowiskowe i regulacyjne

• Zanieczyszczenie światłem: Ograniczane przez kontrolę emisji w górę (strumień powyżej 90°) i olśnienia (maks. natężenie pod określonymi kątami).
• Zgodność z Dark-Sky: Oprawy z minimalną emisją w górę i precyzyjnym rozsyłem ograniczają poświatę nieba.
• Normy energetyczne: Wiele wymaga dokumentacji fotometrycznej do uzyskania pozwolenia.

Podsumowanie

• Rozsył światła opisuje, jak oprawy emitują światło w przestrzeń, wpływając na pokrycie, równomierność i komfort wizualny.
• Kluczowe parametry: kąt wiązki, współczynnik montażu, wykres polarny, zestawienie strumienia w strefach.
• Klasyfikacje IESNA i NEMA pomagają dobrać oprawy do konkretnych zastosowań.
• Właściwy rozsył zapewnia bezpieczeństwo, efektywność energetyczną, zgodność z przepisami i ochronę środowiska.

Dalsza lektura

• Podręcznik oświetleniowy IES
• International Dark-Sky Association
• Publikacje CIE

Jeśli potrzebujesz wsparcia w analizie fotometrycznej, doborze opraw lub zgodności z przepisami, skontaktuj się z naszymi ekspertami oświetleniowymi lub umów się na demo .