آشنایی با اصطلاحات و مفاهیم روشنایی

آشنایی با مفاهیم روشنایی برای مهندسین برق و افرادی که قصد فعالیت در این حوزه را دارند ضروری است. آشنایی با هریک از مفاهیم روشنایی می‌تواند در اجرای پروژه‌های مختلف کمک‌کننده باشد. به‌عنوان مثال، لومن، لوکس، دمای رنگ و دیگر اصطلاحات با یکدیگر مرتبط بوده و در روشنایی یک فضا موثر است.

دقت داشته باشید که برخی از اصطلاحات روشنایی با یکدیگر ارتباط مستقیم دارد و می‌تواند در فرمول محاسبه دیگر مفاهیم قرار بگیرد. با توجه به اهمیت شناخت این مفاهیم، ادامه مقاله با هدف بررسی کامل و جامع هریک از آن‌ها نگاشته شده است. در ادامه همراه ما باشید!

منظور از لومن یا شار نوری (Luminous Flux) چیست؟

در سیستم‌های بین‌المللی SI به‌طور معمول از نماد فی (Φ) برای نشان‌دادن اصطلاح شار نوری استفاده می‌شود. مقدار نوری که از یک لامپ یا هر منبع نور منتشر می‌شود قابل اندازه‌گیری است. به مقدار نور خارج شده از منبع نور در هر ثانیه شار نوری یا لومن (lm) گفته می شود. آشنایی با مفاهیم روشنایی نظیر لومن برای بررسی تعداد لامپ و حتی محل قرارگیری آن‌ها کمک‌کننده است. به‌عنوان مثال، برای فضایی مثل آشپزخانه نسبت به اتاق خواب باید تعداد لامپ بیشتری استفاده کرد؛ زیرا مقدار لومن مورد نیاز برای آن حدود 5 برابر اتاق خواب است.

شدت روشنایی (Illuminance) چیست؟

برای شدت روشنایی از گذشته تاکنون تعاریف زیادی ارائه شده که هرکدام بعد از مدتی با تغییراتی همراه بوده است. طبق جدیدترین تعریفی که برای آن ارائه شده، با واحد سطح و میزان تابش منبع نور ارتباط دارد. در حقیقت، زمانی‌که مقدار تابش نور یک منبع را در یک متر مربع محاسبه کنید، شدت روشنایی به‌دست می‌آید.

یکای شدت روشنایی در سیستم بین المللی SI، لوکس (lux) درنظر گرفته می‌شود که با واحد شار نوری یعنی لومن ارتباط مستقیمی دارد. توجه به این نکته ضروری است که مقدار شدت روشنایی با سطح مقطع رابطه معکوسی دارد.

شدت نور (light Intensity) چیست؟

در سیستم‌ SI واحد شدت نور را کاندلا با نماد cd معرفی کرده‌اند و طبق تعریف، نور منتشرشده از یک منبع نور است که با زاویه مشخصی (جهت معینی) به اشیاء تابانده شود. دقت داشته باشید که جهت نور تابیده‌شده در محاسبه این واحد تاثیرگذار خواهد بود.

تفاوت شدت نور و شدت روشنایی چیست؟

پیش‌تر با مفهوم شدت روشنایی آشنا شدید. برای فهم تفاوت این 2 مفهوم می‌توان تعدادی چراغ مگنتی را درنظر گرفت که از شدت روشنایی یکسانی برخوردار است. اما این منابع، شدت نور متفاوتی خواهد داشت. هرکدام که زاویه رفلکتور محدودتری داشته باشد، شدت نور بالاتری دارد.

درجه حفاظت (IP) چیست و چه اهمیتی دارد؟

طبق استاندارد IEC 60529 که در این حوزه وجود دارد، تمامی محصولات برقی باید با 2 حرف IP درجه‌بندی شود تا فرد بتواند با توجه به آن، بهترین گزینه را برای نیاز خود انتخاب کند. نفوذپذیری تجهیزات الکترونیکی باید نسبت به برخی عوامل خارجی مشخص باشد. برای رقم اول 6 کد و رقم دوم 8 کد تعریف شده که هرکدام نشان‌دهنده میزان نفوذپذیری آن محصول به ذرات گرد‌وخاک و مایعات است. رقم اول نشان دهنده نفوذپذیری جسم در برابر جامدات و رقم دوم نشان دهنده نفوذپذیری در برابر مایعات مانند آب و باران است.

دمای رنگ نور (Correlated Color Temperature) چیست؟

کلوین واحدی است که امروزه به‌عنوان واحد دما درنظر گرفته می‌شود. این کمیت همچنین برای دمای رنگ محصولات روشنایی شناخته می‌شود. در واقع رنگ نور خروجی از منبع نور که با درجه کلوین سنجیده می‌شود دمای رنگ نور شناخته می‌شود. انتخاب رنگ نور مناسب هر فضا تاثیر بسیار زیادی در روحیه افراد دارد. دمای رنگ بالا مایل به زرد (رنگ‌های گرم) و دمای پایین به رنگ سفید (رنگ های‌سرد) است.

CRI یا شاخص نمودار رنگ

برای آشنایی با مفاهیم روشنایی نظیر شاخص نمودار رنگ، بهتر است فروشگاه‌هایی را درنظر بگیرید که محصولات‌شان باید رنگ واقعی خود را نشان دهد. در چنین فضاهایی باید از لامپ با cri بالا استفاده شود. در حقیقت هرچه این کمیت به 100 نزدیک‌تر باشد، اجسم زیر این نور منبع نور واضح‌تر و به رنگ واقعیشان نزدیکتر است.

ذکر این نکته خالی از لطف نیست که شاخص نمودار رنگ برخلاف خیلی از اصطلاحاتی که در چنین حوزه‌ای تعریف شده‌، یکای مشخصی ندارد. صرفا محصولات روشنایی مختلف در بازه بین صفر و 100 تقسیم‌بندی می‎شود. مطمئنا هرچه شاخص نمودار رنگ یک لامپ به 100 نزدیک‌تر باشد، گزینه بهتری خواهد بود.

بازده نوری (Luminous efficiency) چیست و چه اهمیتی دارد؟

لومن بر وات، واحدی است که امروزه برای کمیتی به‎ نام بازده نوری تعریف می‎شود. همان‌طور که از این فرمول مشخص است، مقدار بهره‌وری نوری یک لامپ با انرژی مصرفی آن رابطه عکس دارد. در حقیقت، هرچه انرژی مصرف یک لامپ برای تولید نور مرئی کم‌تر باشد، می‌توان گفت بازده بالاتری دارد.

ضریب توان (Power factor) به زبان ساده

برای محصولات روشنایی مختلف 2 نوع توان تعریف می‌شود. برای فهم بهتر این موضوع به مثالی که در ادامه ذکر کرده‌ایم توجه کنید. فرض کنید قصد دارید مقداری چیپس که به‌صورت بسته‌بندی‌شده در فروشگاه‌ها موجود است، خریداری نمایید. در این مثال، تعداد چیپس‌ها معادل همان توان واقعی خواهد بود.

اما زمانی‌که شما بسته‌بندی را باز می‌کنید، متوجه خواهید شد که مقداری از آن را هوا تشکیل می‌دهد. هوایی که در بسته‌بندی محبوس می‌شود، برای شما کارایی نخواهد داشت و معادل توان موهومی است. اگر در این مثال 100 گرم چیپس روی بسته‌بندی درج شده و مقدار هوای آن حدود 20 گرم باشد، کارایی آن برای شما حدود 0.8 است.

ضریب توان محصولات روشنایی نیز چیزی مشابه مثال بالا است. این کمیت معمولا بین صفر و 1 تعریف می‌شود و نشان‌دهنده مفیدبودن آن محصول است. در حقیقت هرچه یک لامپ یا منبع روشنایی از ضریب توان بالاتری برخوردار باشد، گزینه بهتری برای اهداف شما است.

رتبه انرژی، اصطلاحی کلیدی برای آشنایی با مفاهیم روشنایی

روی تمامی محصولات برقی و روشنایی، برچسبی تحت‌عنوان رتبه انرژی درج می‌شود که افراد می‌توانند با توجه به آن، گزینه مناسب برای مصارف خود را انتخاب کنند. واحد اندازه‌گیری این کمیت وات ساعت بوده و نشان‌ می‌دهد که آن محصول در یک زمان مشخص، چقدر انرژی مصرف می‌کند. مطمئنا هرچه این کمیت بیشتر باشد، آن لامپ یا منبع گزینه خوبی برای شما نخواهد بود.

چرا باید با مفاهیم روشنایی آشنا شویم؟

پیش‌تر در مقاله سعی شد برای درک بهتر و آشنایی با پارامترهای روشنایی، هر یک از آن‌ها را به‌طور کامل بررسی کنیم. اما شاید سوالی ذهن‌تان را به خود مشغول کند که اصلا چرا باید با چنین مفاهیمی آشنا شویم؟ همان‌طور که متوجه شدید، شناخت هریک از این اصطلاحات می‌تواند برای خرید لامپ و اجرای پروژه‌های نورپردازی و روشنایی ضروری است.

به‌عنوان مثال، بیان کردیم که دمای رنگ چه تاثیری روی مخاطب شما خواهد داشت و می‌تواند در طراحی نورپردازی و حتی دکوراسیون شما حائز اهمیت باشد. همچنین، با درنظرگرفتن دیگر مفاهیم نظیر لومن، می‌توان به تعداد لامپ مورد نیاز برای هر محیط دست پیدا کرد.