Iluminatul interior

Introducere

Iluminatul artificial reprezinta una dintre componentele de baza ale realizarii unor conditii normale de viata (munca, odihna, divertisment, circulatie, studiu etc.) in conditiile in care iluminatul natural nu asigura nivelul necesar de iluminare.

Alegerea nivelului de iluminare si calitatea acestuia influenteaza intr-o masura importanta eficienta activitatii umane. Un iluminat de calitate are un efect psihologic important, oamenii au o eficienta in munca mai ridicata, un grad mai coborat de oboseala, cu efecte benefice asupra nivelului de sanatate.

Criteriul principal de apreciere a unui sistem de iluminare modern si eficient este realizarea unui mediu luminos confortabil, cu un consum minim de energie electrica, cu utilizarea cat mai intensa a iluminatului natural si cu o investitie minima.

Principalii parametri de apreciere a calitatii sistemelor de iluminat electric:

nivelul de iluminare;

neumiformitatea iluminarii;

nivelul luminatei;

neuniformitatea luminatelor

culoarea luminii;

directionarea luminii;

reliefarea tridimensionala;

nivelul efectului stroboscopic;

nivelul zgomotului acustic al instalatiei de iluminat;

perturbatii asupra retelei electrice de alimentare.         

Aspectele legate de realizarea unui mediu luminos confortabil nu trebuie despartite de aspectele economice si mai ales de costurile privind energia electrica consumata. In acest sens, iluminatul electric reprezinta unul dintre consumatorii de energie electrica la care aspectele luminotehnice, energetice, economice si estetice trebuie analizate impreuna.

Desi costul energiei electrice consumate este important, reducerea nivelului de iluminare sau reducerea nivelului de calitate in scopul reducerii consumului total de energie electrica determina costuri mult mai importante ca urmare a cheltuielilor indirecte.

Reducerea facturii energetice, in cazul instalatiilor de iluminat, se poate face numai cu realizarea integrala a parametrilor luminotehnici impusi. Printr-un management adecvat, respectand aceasta conditie de baza, este posibila realizarea unor importante economii in factura de energie electrica.

Se poate aprecia faptul ca realizarea unui mediu luminos confortabil cu un consum minim de energie, cu utilizarea cat mai intensa a iluminatului natural si cu o investitie minima reprezinta criteriul de apreciere a unui sistem de iluminat modern si eficient.

In functie de locul de instalare a sistemului de iluminat: in interior sau in exterior se impun exigente diferite.

Iluminatul interior

1. Aspecte generale

Nivelul de iluminare, calitatea si alegerea adecvata a sistemului de iluminat interior pot influenta intr-o masura importanta eficienta activitatii umane. Unele sisteme de iluminat trebuie adaptate la aspecte fiziologice ale ochiului (de exemplu lucrarile de mecanica), iar altele trebuie sa aiba in vedere si o importanta componenta de psihologie umana (de exemplu in scoli sau in salile de negocieri).

In acest sens, alegerea unui sistem de iluminat trebuie sa aiba in vedere urmatoarele aspecte principale [1, 2]:

conditii luminotehnice;

implicatii economice;

realizarea confortului vizual si estetic.

Mediul luminos interior

Mediul luminos interior este determinat de ansamblul factorilor luminotehnici, cantitativi si calitativi care concura la realizarea confortului vizual, a functionalitatii si esteticii in spatiul in care se desfasoara activitati umane. Iluminatul artificial are rolul de a asigura aceste functiuni pe durata in care iluminatul natural nu asigura parametrii de calitate ai iluminatului in zona.

Marimile caracteristice utilizate in analiza luminotehnica, energetica si economica a instalatiilor de iluminat sunt [3]:

Fluxul luminos F [lm], ca fiind fluxul radiat emis in spectrul vizibil, evaluat prin intensitatea senzatiei vizuale;

Intensitatea luminoasa I_a [cd], pe o anumita directie a ca fiind densitatea spatiala a fluxului luminos (I_a = dF/dW), unde dW este unghiul solid elementar;

REFERAT: Ce sa faceti inainte de inundatie? REFERAT: Executarea si receptionarea ancorajelor metalice tip inel-con si dorn

Iluminarea E [lx], ca fiind densitatea superficiala a fluxului incident pe o suprafata (E= dF/dA), unde dA este aria elementara. Ca exemplu, pot fi considerate valorile:

suprafata iluminata de soare puternic: 10000 lx;

suprafata iluminata ziua (cer acoperit): 200 10000 lx;

suprafata iluminata de luna plina: 0,25 lx;

suprafata de lucru intr-un birou: 300 lx;

suprafata drumurilor cu circulatie intensa iluminate artificial:

10 lx.

Eficienta luminoasa h [lm/W] defineste practic randamentul de conversie a energiei electrice in lumina. Pentru o conversie ideala rezulta 683 lm/W, valoare in raport cu care se analizeaza eficienta luminoasa a surselor de lumina. Valori deosebit de reduse ale eficientei luminoase rezulta in cazul lampilor cu incandescenta (8 20 lm/W), iar in cazul lampilor fluorescente performate pot fi realizate valori pana la 120 lm/W. Valorile reduse ale eficientei luminoase sunt datorate in primul rand modului specific in care ochiul uman receptioneaza radiatia electro­magnetica emisa de sursele de lumina, Ochiul uman receptioneaza numai radiatiile electromagnetice cu lungimi de unda cuprinse intre 380 nm si 760 nm, cu o receptivitate maxima (integrala) pentru radiatia electromagnetica cu lungimea de unda de 555,5 nm. Pentru o sursa de radiatii electromagnetice cu spectru continuu f_el = f (l) (fig. 1), in care l este lungimea de unda a radiatiei electromagnetice, ochiul uman receptioneaza numai suprafata hasurata delimitata de curba fluxului luminos f_l = f (l). Analiza curbelor din fig. 1 pune in evidenta faptul ca sursele de lumina avand un spectru luminos bogat in radiatii cu lungimea de unda in jur de 555,5 nm (culoare galben portocaliu) prezinta o eficienta luminoasa ridicata si sunt recomandate pentru a echipa instalatiile moderne de iluminat stradal. Aceste surse prezinta insa o valoare redusa a factorului de redare a culorilor si deci in cazul unor zone cu destinatie speciala (strazi comerciale, monumente etc), alegerea surselor de lumina trebuie sa ia in consideratie si alte criterii decat cele strict energetice

Luminanta L_a [cd/m²] intr-o directie a reprezinta densitatea superficiala a intensitatii luminoase L_a = dI_a/(dA cosa); aceasta marime prezinta o importanta deosebita avand in vedere ca determina in mod direct senzatia luminoasa a ochiului uman (nivelul de iluminare pe retina ochiului uman este proportionala cu luminanta unei surse de lumina). Ca exemplu pot fi luate in consideratie urmatoarele valori:

soare puternic: 200000 cd/cm²;

lampa cu incandescenta: 200 1200 cd/cm²;

lampa fluorescenta: 0,3 1,0 cd/cm²;

suprafata unei strazi iluminata artificial: 0,5 2,0 cd/m

Emitanta luminoasa M [lm/m²] reprezinta densitatea superficiala a fluxului luminos pe suprafata unei surse de lumina

Parametrii cantitativi principali ai sistemelor de iluminat interior sunt nivelul de iluminare si neuniformitatea iluminarii, iar principalii parametri calitativi sunt neuniformitatea luminantelor, culoarea luminii, directionarea luminii, reliefarea tridimensionala, evitarea efectului stroboscopic etc. [1]

Nivelul de iluminare este marimea de baza utilizata in dimensionarea instalatiilor de iluminat avand in vedere posibilitatea relativ simpla de calcul si masurare. Deoarece luminanta fondului L_f este proportionala cu nivelul de iluminare E_u pe suprafata utila (L_f = q E_u, unde q este factorul de luminanta egal cu r p pentru suprafete perfect difuzante, r fiind reflectanta sau factorul de reflexie al suprafetei), confortul vizual se poate aprecia pe baza nivelului de iluminare.

Pe baza informatiilor privind confortul vizual, a pierderilor indirecte (reducerea randamentului de lucru, costurile cu sanatatea etc.), precum si a costului instalatiei de iluminat poate fi determinata valoarea normata E_n a nivelului de iluminare in fiecare loc de munca (fig. 2). Aceste valori sunt indicate in Ghidul Comisiei Internationale de Iluminat (CIE Commision International de l’Eclairage) [2].

Pentru a asigura adaptarea vizuala, la trecerea de la o incapere la alta, nivelurile de iluminare in diferitele puncte nu trebuie sa aiba un raport mai mare de 5.

Repartitia fluxului luminos, in emisfera inferioara, in emisfera superioara si pe pereti are o influenta importanta asupra luminantelor in campul vizual si deci asupra confortului vizual. Repartitia armonioasa a celor trei componente ale fluxului luminos poate asigura atat nivelul de iluminare necesar pe planul de lucru dar si efectul estetic al iluminatului. In general, fluxul spre emisfera inferioara defineste eficienta sistemului de iluminat, iar fluxul superior si cel spre pereti confortul vizual [1].

Confortul ambiental este determinat in mare masura de o repartitie adecvata a luminantelor in campul vizual. In general se considera ca se asigura un confort vizual corespunzator pentru un sistem de iluminat caracterizat de factorul de neuniformitate al nivelului de iluminare k₁=E_min/E_med > 0,8 [2]. Asigurarea unei repartitii adecvate a luminantelor in campul vizual este unul dintre parametrii calitativi cei mai importanti ai sistemelor de iluminat. Un raport mai mare de trei a luminantelor dintre doua suprafete alaturate din campul vizual determina inconfort fiziologic.

Redarea corecta a culorilor este un parametru calitativ important mai ales in incaperile in care este necesara distingerea corecta a acestora. In acest sens, se opereaza cu factorul R_a de redare a culorilor avand valorile orientative indicate in tabelul 1 [3].

Tabelul 1

Valori ale factorului de redare a culorilor

O sursa importanta de inconfort este zgomotul produs de realizarea necorespunzatoare a balastului inductiv. De asemenea, efectul stroboscopic determinat de variatia fluxului luminos al surselor cu incandescenta cu o frecventa dubla fata de frecventa tensiunii de alimentare. Cele doua surse de inconfort sunt complet rezolvate prin utilizarea balasturilor electronice (fig. 3) functionand cu frecventa ridicata (de exemplu, 40 kHz), dar pot fi rezolvate si in cazul sistemelor clasice printr-o realizare ingrijita a balasturilor si a sistemului de iluminat.