Slovník pojmov: svetelný vzor, priestorové rozloženie svetla a fotometria

Osvetlenie je zároveň vedou aj umením, kľúčovým pre viditeľnosť, bezpečnosť a estetiku v prostrediach od letísk a ciest až po architektúru a priemyselné priestory. Nasledujúci slovník objasňuje základné pojmy a koncepty—svetelný vzor, priestorové rozloženie, fotometriu a súvisiace témy—poskytujúc základné znalosti pre odborníkov aj nadšencov.

Svetelný vzor

Svetelný vzor je jedinečný geometrický odtlačok alebo rozloženie svetla, ktoré dopadá na cieľovú rovinu alebo povrch, vrhaný svietidlom alebo svetelným zariadením. Tvar vzoru, plocha pokrytia, gradienty intenzity a smerovosť sú určené kombináciou vlastností zdroja svetla, optiky (šošovky, reflektory, difúzory) a montážnej polohy.

Svetelné vzory sú základom svetelnej techniky, pretože priamo ovplyvňujú viditeľnosť, bezpečnosť, energetickú efektívnosť a súlad s normami. Napríklad pri leteckom osvetlení zabezpečujú presné vzory optimálnu viditeľnosť na dráhach a pojazdových dráhach. V architektonickom osvetlení zas prispôsobené vzory zvýrazňujú prvky alebo zabraňujú presahu svetla.

Výrobcovia navrhujú svietidlá na tvorbu špecifických vzorov—od úzkych bodových po široké záplavové—s využitím pokročilej optiky a fotometrických skúšok. Výsledné vzory sú dokumentované vo fotometrických správach (IES alebo LDT súbory) a využívané v simulačnom softvéri na presný návrh osvetlenia.

Priestorové rozloženie

Priestorové rozloženie sa týka toho, ako je svetlo vyžarované a šíri sa v trojrozmernom priestore zo svetelného zdroja. Kvantifikuje svetelnú intenzitu (v kandelách) v každom uhle okolo svietidla a vytvára komplexnú mapu rozdeľovania svetla.

Toto rozloženie je nevyhnutné v aplikáciách ako osvetlenie stojísk lietadiel (vyžadujúce široké, rovnomerné pokrytie) alebo okrajové osvetlenie dráh (vyžadujúce presne riadené lúče). Priestorové rozloženie sa meria goniometrami a zobrazuje sa ako polárne alebo kartézske diagramy intenzity. Tieto sady dát sú základom pre svetelné simulácie a zabezpečujú súlad s normami organizácií ako ICAO a IES.

Fotometria

Fotometria je veda o meraní viditeľného svetla z pohľadu vnímania jasu ľudským okom. Kvantifikuje svetelnú intenzitu, svetelný tok, osvetlenie a svietivosť v jednotkách ako kandela (cd), lúmen (lm), lux (lx) a nit (cd/m²). Fotometria sa líši od radiometrie tým, že zohľadňuje citlivosť oka na svetlo.

Fotometrické merania umožňujú objektívne porovnanie svietidiel, splnenie požiadaviek noriem a efektívny návrh osvetlenia. V letectve zabezpečujú normy ICAO, že osvetlenie letísk dosahuje požadovanú jasnosť, rovnomernosť a farbu.

Fotometrické vlastnosti sa určujú v laboratóriách pomocou integračných gúľ (na celkový tok) a goniometrov (na uhlovú intenzitu). Výsledné dáta sa používajú vo fotometrických súboroch a navrhujú svetelné simulácie.

Svetelná intenzita

Svetelná intenzita opisuje množstvo viditeľného svetla vyžarovaného zdrojom v konkrétnom smere, merané v kandelách (cd). Charakterizuje smerový výstup, podľa ktorého svietidlo osvetľuje svoje okolie.

Rozloženie svetelnej intenzity je kľúčové pri výbere svietidiel pre aplikácie ako stredové svetlá dráh, kde je kľúčová viditeľnosť z konkrétnych prístupových uhlov. Meria sa goniometrami a vizualizuje na polárnych grafoch, čím sa overuje súlad s normami pre bezpečnosť a kontrolu oslnenia.

Typy svetelných rozložení

Svetelné rozloženia kategorizujú svietidlá podľa tvaru a plochy vyžarovaného svetla, najčastejšie podľa typov IES I–V:

• Typ I: Úzky, lineárny vzor pre chodníky a koridory.
• Typ II: Mierne širší, pre uličky a úzke cesty.
• Typ III: Široký oblúk smerovaný vpred pre okraje ciest a parkovacie rady.
• Typ IV: Smerovaný vpred pre obvody budov a veľké bočné plochy.
• Typ V: Symetrický, kruhový/štvorcový pre centrálne stĺpy a otvorené priestory.

Správny výber typu rozloženia zabezpečuje optimálne osvetlenie, efektívnosť a splnenie požiadaviek noriem.

Uhol lúča

Uhol lúča je uhlová šírka svetelného lúča, kde intenzita klesne na 50 % maxima (šírka v polovičnej maximálnej hodnote, FWHM). Úzke lúče (10°–30°) sú určené na zvýraznenie alebo presné úlohy, široké lúče (60°–120°) pre všeobecné plošné osvetlenie.

Správna voľba uhla lúča predchádza preosvetleniu, oslneniu a úniku svetla. Je to obzvlášť dôležité v prostrediach ako letiská, kde presnosť znamená bezpečnosť.

Rozloženie intenzity

Rozloženie intenzity mapuje svetelnú intenzitu v závislosti od smeru, zvyčajne na polárnom grafe. Zobrazuje tvar a pokles lúča, čím usmerňuje výber svietidiel pre cielené aplikácie ako prístupové svetlá na letisku alebo pouličné osvetlenie.

Dáta sa získavajú goniometrami a používajú v svetelných simuláciách na splnenie noriem a minimalizáciu nechceného oslnenia a presahu.

Fotometrické rozloženie

Fotometrické rozloženie je kompletné priestorové usporiadanie svetla zo svietidla. Dokumentované v IES/LDT súboroch, spája optický návrh a geometriu, čo umožňuje presnú simuláciu a zabezpečuje splnenie požiadaviek na jas, rovnomernosť a oslnenie.

Návrhári používajú fotometrické rozloženia na optimalizáciu rozmiestnenia svietidiel a minimalizáciu spotreby energie a svetelného znečistenia.

Krivka rozloženia svetla (polárna krivka)

Krivka rozloženia svetla (polárna krivka) graficky znázorňuje svetelnú intenzitu v rôznych uhloch. Je nevyhnutná na porovnanie svietidiel a interpretáciu skúšobných dát; polárne krivky pomáhajú návrhárom vybrať a umiestniť svetlá pre požadované pokrytie a súlad s normami.

Symetrické svietidlá ukazujú kruhové/oválne krivky, asymetrické zas smerové špičky.

Goniometer

Goniometer je laboratórny prístroj na meranie uhlového rozloženia svetla zo svietidla. Otočením zdroja a/alebo detektora zachytáva intenzitné dáta pre fotometrické súbory nevyhnutné pre návrh a kontrolu.

Typy A, B a C goniometrov umožňujú rôzne meracie geometrie. Ich údaje overujú, že produkty spĺňajú normy pre rozloženie a oslnenie.

Symetrické a asymetrické rozloženie

Symetrické rozloženie

Symetrické rozloženie vyžaruje svetlo rovnomerne do všetkých strán okolo centrálnej osi—ideálne pre jednotné plošné osvetlenie, ako sú parkoviská alebo sklady. Zabezpečuje priestorovú rovnomernosť, no môže viesť k plytvaniu svetlom do nepotrebných smerov.

Asymetrické rozloženie

Asymetrické rozloženie sústreďuje svetlo do vybraných smerov pomocou špeciálnej optiky, aby zabránilo presahu a maximalizovalo užitočné osvetlenie. Je kľúčové pre cesty, obvody a dráhy, zvyšuje efektívnosť a znižuje svetelné znečistenie.

Priestorový uhol

Priestorový uhol vyjadruje rozsah 3D uhla, v ktorom zdroj vyžaruje svetlo, v jednotkách steradián (sr). Je základom definícií ako kandela (jeden lúmen na steradián) a je kľúčový pri výpočtoch intenzity a pokrytia lúčov.

Priestorové uhly pomáhajú zabezpečiť, že svietidlá spĺňajú požiadavky na rozptyl a intenzitu lúča podľa noriem.

Návrh osvetlenia a príklady využitia

Návrh osvetlenia spája fotometrické dáta, priestorové charakteristiky a vzory na dosiahnutie vizuálnych, funkčných a normových cieľov. V letectve musí osvetlenie spĺňať normy ICAO pre intenzitu, farbu a oslnenie. V urbanistickom dizajne správny výber typu rozloženia zabraňuje plytvaniu a zvyšuje bezpečnosť.

Príklady aplikácií:

Záver

Pochopenie svetelných vzorov, priestorového rozloženia, fotometrie a súvisiacich pojmov je nevyhnutné pre efektívny návrh osvetlenia—zaručuje bezpečnosť, efektivitu a súlad v rozmanitých prostrediach od letísk po mestské priestory.

Pre odborné poradenstvo k vášmu ďalšiemu svetelnému projektu nás kontaktujte alebo si dohodnite demo ešte dnes.