کاربر گرامی  خوش آمدید ... ( ثبت نام کنید  / وارد شوید  )
مقالات آموزشی
  • 134
  • 35 مرتبه
روشنایی

روشنایی

02 مهر 1399

در جوامع، روشنایی یکی از عوامل فیزیکی مهم در فضاهای مسکونی، اداری و محیط های صنعتی است و از اهمیت خاصی برخوردار است. تجربه و تحقیقات نشان داده است در صورتی که یک سیستم روشنایی به خوبی طراحی و اجرا شود، می تواند بر زندگی روزمره اثر مفید داشته باشد و کارایی و بهبود کیفیت محصول تولیدی را نیز افزایش دهد. 
از طرف دیگر موضوع روشنایی از جنبه های مختلف بهداشتی، اقتصادی، ایمنی و زیبایی نیز دارای اهمیت به سزایی است. روشنایی با مقدار مناسب و کیفیت مطلوب می تواند از خستگی چشم و عوارض ناشی از آن جلوگیری کند و در ضمن هزینه برق مصرفی را کاهش دهد. 
علاوه بر موارد اشاره شده اگر چیدمان و آرایش چراغ ها و انتخاب لامپ، مناسب و بر پایه بهینه سازی سیستم روشنایی باشد، می توان از اتلاف و اسراف انرژی نیز جلوگیری نمود.
بر پایه توضیحات ارائه شده می توان به این نتیجه گیری نسبی رسید که در محاسبات روشنایی لازم است به عوامل گوناگون آن توجه شود. در این مجموعه سعی شده است این عوامل مورد بررسی قرار گیرند.

ماهیت نور

طیف انرژی تشعشعی و نور مرئی

اصطلاحا به طبقه بندی تشعشعات نوری، که بر مبنای طول موج یا فرکانس بیان شده باشد، طیف گفته می شود.

 

خصوصیات تشعشعات نوری (الکترو مغناطیسی)

به طور کلی تشعشعات نوری که در محیط وجود دارد دو گروه اند :
الف) نور مرئی 
ب) نور نامرئی 

نور مرئی به تشعشعی گویند که به وسیله چشم به صورت نور احساس می شود و طبعا به تشعشعاتی که احساس نشود را نامرئی گویند.
شکل زیر تصویری از بازه طول موج کلیه امواجی را که در اطراف ما وجود دارد نشان می دهد. 
همان طوری که مشاهده می کنید، مجموعه نورهای مرئی سهم کوچکی از تشعشعات را تشکیل می دهند.اصطلاحا به مجموعه تشعشعات با طول موجی بیشتر از امواج مرئی " تشعشعات مادون قرمز IR " و به امواج با طول موج کمتر از امواج مرئی " تشعشعات ماورا بنفش UV " گویند.
اگر به تشعشعات مرئی چشم ما، به صورت دقیق تر بنگریم مشاهده می کنیم محدوده طول موج نورهای مرئی 380 تا 780 نانومتر است.

 

شار نوری
 

 

پدیده جذب، عبور و انعکاس 

به طور کلی سطح جسم ورنگ آن در میزان جذب، عبور یا انعکاس تشعشعات نورانی موثر است. 
اگر جسم شفاف و دارای سطح سیقلی و صاف باشد بخش کمتری از انرژی تابشی را در خود نگه می دارد (جذب می کند) و سهم بیشتری را عبور می دهد یا منعکس می کند.
اگر جسم تیره و دارای سطح غیر صیقلی و ناصاف باشد بخش بیشتری از انرژی تابشی را در خود نگه می دارد(جذب می کند) و سهم کمتری را عبور می دهد یا منعکس می کند.
بر همین اساس اگر جسمی در شرایط متوسط از نظر رنگ و سطح قرار داشته باشد در این صورت تقریبا نیمی از انرژی را جذب می کند و نیمی دیگر را از خود عبور می دهد یا منعکس می کند.
می دانیم میزان انعکاس نور در محاسبات از اهمیت به سزایی برخوردار است لذا میزان درصد انعکاس نور سقف ، دیوارها و کف یک محیط بسته را به ترتیب با ρCC  ، ρW ، ρfC نشان می دهند.
توضیح: در اغلب جداول مقدار ρfC = %20 در نظر گرفته می شود و آن گاه سایر ضرایب به دست می آید. 

 

آشنایی با کمیت های روشنایی

   جریان نوری (شار نوری) جریان نوری

 مقدار انرژی امواج قابل رویت نور، که در فضا و همه جهت ها از منبع نورانی منتشر می شود، جریان نوری نامیده می شود. جریان نوری با علامت ø (فی) نشان داده شده و واحد آن لومن (Lm) است.
شار نوری از جمله مشخصات مهم هر لامپ است که توسط شرکت های سازنده لامپ در کاتالوگ محصولات درج می شود. بدیهی است هرچه شار نوری یک لامپ بیشتر باشد لامپ پر نورتر خواهد بود.

جدول زیر یک نمونه جدول جریان نوری لامپ ها را نشان می دهد.

 

 نوع لامپ  توان مصرفی    جریان نوری( لومن )  
لامپ رشته ای100 w معمولی شفاف  100 1360
لامپ رشته ای 100 w معمولی مات 100 1360
لامپ فلورسنت با پوشش فسفر هالو فسفات 40 2600
لامپ فلورسنت با پوشش فسفر ترایبند 36 3350
لامپ فلورسنت فشرده (CFL) (کم مصرف) 11 630
لامپ فلورسنت فشرده (CFL) (کم مصرف) 20 1200
لامپ فلورسنت فشرده (CFL) (کم مصرف) 23 1500

 


 


 

شدت روشناییشدت روشنایی

مقدار جریان نوری که بر واحد سطح تابیده می شود شدت روشنائی نامیده می شود. واحد آن لوکس (LUX) است و با علامت E نشان داده می شود و رابطه آن به صورت :
E = ø/A
ø - جریان نوری برحسب لومن(Lm) ؛
A - مساحت بر حسب متر مربع ؛
E - شدت روشنایی بر حسب لوکس (Lux) است.
1 متر مربع / 1 لومن = 1 لوکس


هر اتاق،با توجه به آنکه چه فعالیتی در آن صورت می گیرد، مقدار لوکس مشخصی دارد.

 

جدول شدت روشنایی

در محاسبات روشنایی مقدار شدت روشنایی با توجه به محل مورد نظر از جداولی استخراج و انتخاب می شود که این مقادیر بر پایه استاندارد و آزمایش هایی که در کشورها و یا استاندارد های مختلف صورت گرفته، تعیین شده باشد. مجموعه این جداول را، که بر اساس استاندارد ایران تهیه شده و در کتاب های مرجع آمده است، در جدولی مشابه جدول زیر مشاهده می کنید.

 

محل        حداقل        پیشنهادی    
پ 1-1-2  محل های مسکونی    
 پ 1-1-1-2 اتاق نشیمن و پذیرایی 70 200
پ 2-1-1-2 

اتاق مطالعه (نوشتن و خواندن کتاب و

مجله و روزنامه

150 500
پ 2-1-1-.3  آشپزخانه (ظرفشویی ،اتاق و میز کار) 100 200
پ 2-1-1-4 

اتاق خواب

روشنایی عمومی

روشنایی تخت خواب و میز توالت

50

200

100

500

پ 2-1-1-5 

حمام

روشنایی عمومی

آیینه (برای اصلاح صورت)

50

200

100

500

پ 2-1-1-6  پلکان 100 150
پ 2-1-1-7  راهرو، سرسرا و آسانسور 50 150
پ 2-1-2 دفتر و ادارات    
پ 2-1-2-1  تمام کارهای عمومی 200 500
پ 2-1-2-2  ماشین نویسی و محل دیکته کردن 300 600
پ 2-1-2-3 

حسابداری و ماشین های حساب

و اندیکاتور نویسی

300 600
پ 2-1-2-4  بایگانی 100 300
پ 2-1-2-5  اتاق نقشه کشی 500 100
پ 2-1-2-6  اتاق کنفرانس 200 500
پ 2-1-2-7  اتق انتظارات و اطلاعات  150 500
پ 2-1-2-8  پلکان 100 150
پ 2-1-2-9  راهرو، سرسرا و آسانسور 50 150
پ 2-1-3 کتابخانه    
پ 2-1-3-1  قفسه ها در سقف قائم 100 200
پ 2-1-3-2  سالن مطالعه 100 200

 

مثال- اگر بخواهیم روشنایی فضای نشان داده شده در شکل روبرو را با لامپ فلورسنت فشرده (کم مصرف)20W  تامین کنیم شدت روشنایی چند لوکس(LUX) خواهد شد؟
حل: طبق جدول بالا لامپ فلورسنت فشرده (کم مصرف) 20W  دارای شار نوری  1200 لومن است .
E = ø/A=1200/4*1.5=200Lux

 

 شدت نورشدت نور

مقدار شار نوری را، که در قسمتی از فضا و در جهت معینی نه در تمام جهات از منبع نورانی منتشر می شود، شدت نور نامند و واحد آن شمع یا کاندالا (cd) است. با توجه به اینکه لامپ های دارای منعکس کننده (رفلکتور) نور در جهت خاصی از فضا منتشر می کنند. لذا میزان نور خارج شده از آن ها با واحد کاندالا معرفی می شود. بنابراین بدیهی است که دو لامپ با مشخصات یکسان و کاملا مشابه که تنها زوایای رفلکتور آن کوچکتر است شدت نور بیشتری دارد چرا که در عمل کل شار نوری منتشر شده از لامپ در زاویه محدودتری متمرکز می شود و لذا شدت نور بیشتر می شود. 
برای مثال شدت نور یک لامپ هالوژن W50 استاندارد با رفلکتور (WFL) 38° برابر 1500 کاندالا و شدت نور همین لامپ با رفلکتور (SP) 10° برابر 8200 کاندالاست.

 

بهره نوری

نسبت توان نوری (جریان نوری) را به توان اللکتریکی لامپ بهره نوری آن لامپ گویند و رابطه آن به صورت زیر است :
ƞ= ø/P
ƞ = بهره نوری، واحد آن لومن بروات  [Lm/W]
ø  = جریان نوری، برحسب لومن [Lm]
P = توان الکتریکی لامپ بر حسب وات  [W]

مثال: بهره نوری لامپ رشته ای شفاف معمولی 100 W چقدر است؟
ƞ= ø/P=1360/100=13Lum/Watt


درخشندگی

 

درخشندگی

مقدار شدت نور که از منبع نور بر واحد سطح به چشم ما می رسد (درخشندگی نور) نامیده می شود.
از آنجایی که انتخاب یا محاسبه نادرست میزان درخشندگی فضای مورد نظر (کمتر یا بیشتر از حد نرمال) می تواند بر روی چشم اثر منفی بگذارد به همین جهت از اهمیت به سزایی برخوردار است. تعیین مقدار این عامل در محیط های تاریک مانند خیابان ها و در فضاهای براق و درخشنده مانند اتاق های آینه کاری شده از ضروریات است.
واحد اصلی درخشندگی کاندلا بر سانتی متر مربع است اصطلاحا به آن < نیت-nit> گویند.

 

 

 

خیرگی

یکی از عوامل آزار دهنده در روشنایی خیرگی است، که باعث محدود شدن حوزه دید و ایجاد خستگی در چشم و ذهن افراد می شود.

 

خیرگی
 

 

عوامل ایجاد خیرگی

 

 

 

عوامل ایجاد خیرگی عبارت اند است :

  1. استفاده ازچراغ های مناسب ؛
  2. قرار گیری چراغ یا پنجره در موقعیت نامناسب ؛
  3. انعکاس بیش از حد سطوح مختلف ؛


 

 

 

 

 

اندازه گیری میزان شدت روشنایی

برای اندازه گیری شدت روشنایی از دستگاهی به نام لوکس متر استفاده می شود. در شکل زیر نمونه هایی از این دستگاه را مشاهده می کنید. با به کارگیری لوکس متر و اندازه گیری شدت روشنایی در قبل و بعد از محاسبات روشنایی می توان به صحت آن پی برد.

لوکس متر

 

 

پیشنهادهایی در خصوص بهینه سازی و کنترل روشنایی داخلی 

در اینجا به بررسی نتایج چند مورد، که بر پایه تجارب علمی و عملی به دست آمده و برای بهبود کمی و کیفی روشنایی پیشنهاد شده است، می پردازیم.

چند مورد از آیتم های نکات ایمنی: 

1-    منابع روشنایی با توجه به نوع کار انتخاب گردد.

2-    روشنایی عمومی در حد استاندارد تامین شود.

3-    آرایش چراغ ها به طریقه علمی و اصولی باشد.

4-    روشنایی موضعی سطح های کار با توجه به نوع کار تامین شود و برای کارهای خیلی دقیق روشنایی بیشتری در نظر گرفته شود.

5-    در کارگاه هایی که دارای سطوح صیقلی و براق اند، به طوری که موجب انعکاس و خیرگی می گردد، از لامپ های با پخش نور غیر مستقیم یا از قاب های نیمه شفاف استفاده شود و تا حد امکان سطوح صیقلی و براق نیز با مواد نیمه شفاف پوشانده شوند.

6-    برای برقراری نسبت درخشندگی مناسب بین سطوح مجاور و دور، بهتر است سقف دارای رنگ روشن، دیوارها دارای رنگ نسبتا روشن و کف کارگاه نسبت به دیوارها تیره تر باشند.

7-    برای حفظ روشنایی مطلوب، سرویس و نگه داری صحیح سیستم های روشنایی، تمیز کردن و گردگیری چراغ ها و سطوح سالن به صورت حداقل سه ماه یک بار ضروری بنظر می رسد.

8-    برای بالا بردن میزان روشنایی، لامپ های سوخته به فوریت عوض شوند و توصیه می شود به جای تعویض انفرادی لامپ ها کلیه لامپ های سوخته به صورت گروهی و یک باره تعویض شوند.

9-    استقرار منابع روشنایی در پشت فرد باعث به وجود آمدن سایه و خیرگی بازتابی می شود. همانطور که نور تابش یافته از منبع نوری در جلوی فرد نیز باعث خیرگی مستقیم می شود. بنابراین پیشنهاد می شود منبع روشنایی در سمت راست یا چپ فرد قرار داشته باشد و از بالای شانه سمت چپ وی به سطح کار بتابد (این موضع برای افراد چپ دست بالعکس خواهد بود.)

منابع روشنایی
 

 

10-    منابع روشنایی به نحوی نصب شوند تا حداقل مسیر را به فوریت بر روی میز کار ایجاد نمایند و پخش نور از زاویه بزرگتر به میز کار بتابد (پخش نور تقریبا به شکل بال های پروانه است )

 

 

محافظ

 

 

11-    با قرار دادن محافظ در پشت دستگاه های گردنده، مثل مته برقی می توان از اغتشاش بینایی جلوگیری نمود.

 

 

 

 

دید چشم

 

 

12-     در این تصاویر، چراغ به صورت غیر صحیح و پایین تر از خط دید چشم کاربر و در داخل زاویه 45 درجه نصب شده است و موجب خیرگی ناتوان کننده می شود.

 

 

 


نصب چراغ

 

 

 

13-    نصب چراغ ها به صورت مطلوب، باید در حد زاویه 45 درجه نسبت به خط دید چشم باشد، تا از وجود خیرگی ناتوان کننده نور جلوگیری به عمل آید.
 

 

 

 

 

 

موقعیت چراغ ها

 

 

14-    موقعیت چراغ ها تا حد امکان دور از خط دید باشد. هر قدر زاویه بین منبع نور وخط بزرگتر باشد ناراحتی و ناتوانی ناشی از خیرگی کاهش می یابد. برای جلوگیری از خیرگی، بهتر است چراغ ها پایین تر از خط دید یا بالاتر از زاویه 45 درجه از خط دید قرار داشته باشد.


 

 

 

 

 

موقعیت چراغ ها 2

 

 

 

 

15-    وقتی زاویه D کوچکتر می شود خیرگی شدید تر خواهد بود. برای جلوگیری از خیرگی، بهتر است در هنگام طراحی، چراغ ها به نحوی نصب شوند تا زاویه D نسبت به خط دید کوچک تر یا مساوی زاویه S، که قبلا تعیین شده است باشد، به نحوی که لامپ درون چراغ نیز دیده نشود.

 

 

 

 

نور خورشید

 

 

16-    نور خورشید در صورت نبودن پرده یا پرده کرکره، پس از بازتاب از سطوح صیقلی به چشم بیننده می تابد و باعث خیرگی خواهد شد.

 


 

 

 

 

 

جلوگیری از خیرگی

 

 

17-    برای جلوگیری از خیرگی، میزان درخشندگی در مرکز منطقه کاری بیشتر از منطقه نزدیک و منطقه نزدیک نیز بیشتر از منطقه دور باشد، به نسبت 1: 3: 10
 

 

 

 

 

نصب چراغ

 

 

18-    هنگام نصب چراغ جهت جلوگیری از خیرگی به اصول ذیل توجه شود:
الف) ارتفاع نصب چراغ ؛
هرقدر ارتفاع پایین تر باشد خیرگی بیشتر خواهد بود
ب) اندازه اتاق
خیرگی در اتاق های بزرگ تر بیشتر از اتاق های کوچک تر است، زیرا درخشندگی تولید شده توسط چراغ های متعددی که در خط دید قرار می گیرند، ایجاد می شود.
ج) موقعیت قرار گرفتن چراغ ها
رویت چراغ از پهلو، نسبت به رویت چراغ از انتها خیرگی بیشتری به دنبال دارد. در موقعی که از انتها به چراغ فلورسنت نگاه می کنیم مساحت کمتر و میزان درخشندگی و خیرگی نیز کمتر خواهد بود.

 

 

 

 

 

بازتاب روشنایی

 

 

19-    برای بازتاب روشنایی در حد معقول پیشنهاد می گردد زمینه منبع روشنایی، که معمولا سقف است، دارای رنگ روشن باشد تا نسبت درخشندگی بین لامپ و زمینه آن متناسب باشد و دیوارها دارای روشنی متوسط و کف ها نسبت به دیوارها تیره تر باشند و ضرایب انعکاس آن ها در حد استاندارد باشد.
 

 

 

ترکیبات روشنایی

 

20-    با استفاده از ترکیبات روشنایی انعکاسی روشنایی بهتری ایجاد خواهد شد.
 

 

 

 

 

منابع روشنایی

 

 

21-    منابع روشنایی با نصب غیر صحیح می تواند سایه های نا به جا بر روی میز کار ایجاد نماید.
 

 

 

 

 

22-    به منظور روشنایی مطلوب و جلوگیری از خیرگی بهتر است علاوه بر روشنایی عمومی از روشنایی موضعی مناسب نیز استفاده نماییم.روشنایی مطلوب
روشنایی موضعی

 

 

23-    روشنایی موضعی، با توجه به نوع کار و موقعیت پشت کار، در نظر گرفته شود.
 

 

 

 

 

 

 

ظروف شیشه ای

 

 

24-    برای بازرسی ظروف شیشه ای نیمه شفاف بهتر است روشنایی از پایین صفحه شفاف یا شیشه مات تابیده شود.
 

 

 

 

 

 

تامین روشنایی

 

25-  برای تامین روشنایی داخل کابین یا اتاقک از روش های ذیل استفاده نماییم:

  1. الف) استفاده از روشنایی مستقیم (لامپ فلورسنت لوله ای) که از میان صفحات آیینه مانند و مشبک یا از میان صفحات پخش کننده عبور می کنند.
  2. ب) استفاده از چراغ های موضعی قابل تعدیل 
  3. ج) استفاده از روشنایی غیر مستقیم (لامپ های فلورسنت لوله ای) که به صفحات مات و سفید می تابند.
  4.  د) استفاده از روشنایی غیر مستقیم به نحوی که کاربر قادر شود از هر دو طرف فعالیت نماید.

 

 

 

بالا بردن ارتفاع روشنایی

 

 

 

26-    با بالا بردن ارتفاع چراغ تا حد امکان میزان پخش نور بیشتر خواهد شد.
 

 

 

شیشه نور

 

27-    برای بازرسی قطعات از روی شیشه نیمه شفاف لازم است منبع روشنایی در زیر میز بازرسی (با رعایت اصول روشنایی) نصب گردد.
 

 

 

 

 

28-    با استفاده از نصب چراغ ها در بالای سر و ایجاد منابع روشنایی عمومی و همچنین با استفاده از روشنایی موضعی مناسب شرایط کاری را بهینه سازی نماییم.

 

نور در کارگاه

 

میزان روشنایی

 

 

  29- در زمانی که میزان روشنایی نامناسب و ناکافی باشد کارگر، اغلب برای دسترسی به منطقه کار و دید بهتر، بدن خود را به طرف جلو خم می کند. لذا در وضعیت نامناسب ارگونومی قرار می گیرد و باعث ناراحتی وی خواهد شد. با اصلاح روشنایی عمومی و نسبت روشنایی موضعی می توان این مشکل را حل نمود.

 

 

 

میز اره

 

30-  برای تامین روشنایی در روی میز اره دوار لازم است منبع روشنایی (چراغ) در بالای اره نصب شود. در غیر این صورت حادثه ساز خواهد بود.

 


 

انعکاس نور از سطح اجسام

 

 

31-    تا حد امکان منابعی که باعث انعکاس نور می شوند از جلوی دید چشم جمع آوری شوند یا این اشیا از مواد غیر قابل انعکاس دهنده پوشانده یا ساخته شوند.

 

 

 

نورپردازی در صنایع داروسازی

 

 

 

32-    در صنایع دارو سازی و اتاق های استریل، روشنایی از بالای کابین یا هود تامین می شود.

 

 

 

 

 

نور پردازی دستگاه سمباده


 

 

33-    بالای دستگاه هایی که گرد و غبار تولید می کنند، مثل دستگاه سنگ سمباده لازم است از لامپ های فلورسنت با پوشش مقاوم استفاده نمائیم.

 

 

 

 

نورپردازی در کارگاه صنعتی

 

34-    در کارگاه های صنعتی، که به حالت سوله ساخته می شود، بهتر است از چراغ هایی که منعکس کننده نور استفاده شود و ارتفاع آویز در کلیه قسمت ها ثابت باشد.

 

 

نورپردازی در اتاق طراحی و نقشه کشی

 

 

35-    برای تامین روشنایی مطلوب در کارهای دقیق، مثل اتاق نقشه کشی و اتاق طراحی، می توان از روشنایی غیر مستقیم چراغ هایی که در داخل سقف کاذب از جنس شیشه قرار دارند استفاده نمود.
 

 

 

 

 

منبع : کتاب روشنایی فنی رشته الکتروتکنیک – مولف : علیرضا حجر گشت – تالیف کتاب های درسی فنی حرفه ای و کاردانش

ثبت سفارش
تعداد
عنوان