اندازه گیری شدت نور یکی از پارامترهای مهم برای نورپردازی است. در واقع با داشتن شدت نور هر وسیله روشنایی است که می توانید یک سیستم نورپردازی هوشمند را پیاده سازی کنید. در نورپردازی، شدت نور یا خروجی نور برای درک اینکه آیا یک منبع نور خاص نور کافی برای یک کاربرد مورد نظر را فراهم می کند یا خیر اندازه گیری می شود. صنعت روشنایی توصیه‌های ثابتی برای طیف گسترده‌ای از کاربردها و انواع فضاها دارد. این موضوع به ویژه برای ارزیابی صحیح از اینکه آیا یک فضا دارای شرایط روشنایی کافی است یا خیر مفید است. این مقاله چند اصل اساسی مربوط به شدت نور را پوشش می‌دهد. در اینجا می خواهیم در مورد نحوه اندازه‌گیری شدت نور، تفاوت بین لومن و روشنایی (و معنای آنها) صحبت کنیم.
بهترین وسیله برای اندازه گیری شدت نور چیست؟
روشنایی معیاری است که برای اندازه گیری شدت نور در یک فضا استفاده می شود. این موضوع با واحد کندل یا لوکس اندازه گیری می شود. لوکس مقدار نور (لومن) است که بر روی یک سطح با ابعاد یک متر مربع تابیده می شود. بنابراین، شدت نور بر حسب لومن بر فوت مربع (کندل) یا لومن بر متر مربع (لوکس) اندازه گیری می شود. اندازه گیری میزان نوری که روی یک سطح می افتد به ما امکان می دهد ارزیابی کنیم که آیا نور کافی برای انجام کارهای مختلف بصری داریم یا خیر.
حالا بیایید نگاه عمیق‌تری به نحوه اندازه‌گیری روشنایی بیندازیم. با نگاهی به دو واحد اندازه‌گیری روشنایی اصلی شروع می‌کنیم: لومن و روشنایی (کندل/لوکس). معمولاً این دو با تعریف اشتباه گرفته می شوند یا به سادگی از یکی به جای دیگری به طور نادرست استفاده می شود.
لومن چیست؟
لومن (lm) واحد اندازه گیری است که ما برای تعیین مقدار نور مرئی که چشم انسان می تواند ببیند استفاده می شود. شار نوری یک منبع نور خاص بر حسب لومن اندازه گیری می شود. بسیاری از شما هنگام خرید لامپ برای خانه خود متوجه شده اید که آنها خروجی لومن را نشان می دهند. هرچه خروجی لومن بیشتر باشد، منبع نور “روشن تر” یا شدت بیشتری دارد. هر چه خروجی لومن کمتر باشد، منبع نور روشنایی کمتر یا شدت کمتری دارد.
وقتی لامپ‌ها را بر اساس شدت یا روشنایی آنها خریداری می‌کنید، بهتر است به دنبال لومن باشید، نه وات. چون وات صرفاً میزان مصرف انرژی لامپ را تعیین می‌کند. اما با درک لومن‌ها، می‌توانیم سایر معیارهای روشنایی مانند روشنایی (کندل/لوکس) و اینکه چگونه این نقش کلیدی در ارزیابی شدت منبع نور ایفا می‌کند را بررسی کنیم.
برای مثال یک منبع نور مانند یک لامپ رشته ای، نور را در همه جهات ساطع می کند، که کل اندازه گیری آن به صورت شار نوری نمایش داده می شود. در حال حاضر، لومن ها به سادگی یک واحد نور هستند، اما هنگامی که در یک سطح معین در زمینه قرار می گیرند، یک واحد مفیدتر می شوند. که ما را به سمت روشنایی (کندل/لوکس) سوق می دهد.
لوکس چیست؟
لوکس واحد اندازه گیری است که برای توصیف تعداد لومن هایی که روی یک فوت مربع (کندل) یا متر مربع (لوکس) از یک سطح می افتد استفاده می شود. بنابراین فرض کنید یک منبع نور با 1000 لومن دارید. اگر همه آن 1000 لومن در سطحی به مساحت 1 متر مربع پخش شوند، روشنایی 1000 لوکس خواهید داشت که معادل روشنایی یک روز ابری است. اما اگر این را روی 10 برابر مساحت یعنی 10 متر مربع پخش کنیم چه؟ خوب، روشنایی یا لوکس به 100 لوکس با شدت کمتر و کم نور کاهش می یابد. ما از همین رویکرد برای کندل نیز استفاده می کنیم، فقط واحدهای ما لومن در هر فوت مربع هستند.
دلیلی که ما شدت نور را اندازه گیری می کنیم این است که اطمینان حاصل کنیم که “استاندارد” مشخصی از روشنایی رعایت شده است. برای یک عکاس (که کارش به طور خاص حول نور متمرکز شده است) تفاوت ارزشمندی ایجاد می کند، همانطور که در اتاق جراحی یا سایر محیط های داخلی مانند دفاتر کارنیز انجام می شود.
Footcandle چیست؟
شمع-پا معیاری از شدت نور است که تعداد لومن در هر فوت مربع را بیان می کند. ممکن است فکر کنید که ما قبلاً لوکس را استفاده کرده این، پس چرا این معیار را اضافه کنیم؟ افراد مختلف از معیارهای مختلف و به دلایل مختلف استفاده می کنند. به بیان ساده، جایی که 1 لوکس برابر با 1 لومن در متر مربع است، 1 فوت شمع برابر با یک لومن در هر فوت مربع است.
شار نوری چیست؟
شار نوری نحوه اندازه گیری مقدار کل نور خروجی از یک منبع نور است.برای تعیین مقدار شار نور به مساحت یک متر مربع (لوکس) نیاز است.
روش های اندازه گیری های نور
انواع مختلفی از معیارها و اندازه گیری های روشنایی در صنعت روشنایی مورد استفاده قرار می گیرد. تا کنون ما اندازه‌گیری‌های مربوط به شدت نور – لومن، فوت شمع و لوکس را پوشش داده‌ایم.
اما همانطور که می دانید این اصظلاحات برای کارشناسان نور مفید هستند. اما این اصطلاحات چگونه با دنیای واقعی مرتبط هستند؟ ما به کمی پیش زمینه نیاز داریم. به عنوان مثال، یک کلاس درس معمولی توصیه می شود که سطح نوری حدود 30-50 فوت کندل یا 300-500 لوکس داشته باشد. این را با یک آزمایشگاه حرفه ای مقایسه کنید که استانداردهای روشنایی توصیه می کنند سطح نور 75-120 فوت شمع یا 750-1200 لوکس دارند. تفاوت در سطوح نور توصیه شده توسط IESNA (انجمن مهندسین روشنایی آمریکای شمالی) منتشر شده است. این توصیه‌ها بر اساس سال‌ها آزمایش بصری برای تعیین میزان نور مورد نیاز چشم انسان برای دیدن درست وظایف مختلف با سطوح مختلف جزئیات است. از این مثال می توانید ببینید که چگونه محیط های خاص نیازهای سطح نور بسیار متفاوتی دارند.
برای توضیح بیشتر این موضوع نمونه هایی از سطوح نور رایج هستند:
- روز روشن تابستان: 100000 لوکس (~10000 فوت شمع)
- نور روز کامل: 10000 لوکس (~1000 فوت شمع)
- روز ابری: 1000 لوکس (~ 100 فوت شمع)
- روشنایی اداری: 300-500 لوکس (30-50 فوت شمع)
- راه پله معمولی: 50-100 لوکس (5-10 شمع پا) ( برای اطلاعات بیشتر نورپردازی پله را مطالعه کنید)
- گرگ و میش: 10 لوکس (1 فوت شمع)
- ماه کامل: <1 لوکس (<0.1 فوت شمع)
برای اندازه گیری شدت نور از چه وسیله ای استفاده کنیم؟
متخصصان نورپردازی از نورسنج (که لوکس متر نیز نامیده می شود) برای اندازه گیری میزان نور در یک فضا استفاده می کنند. نورسنج دارای سنسوری است که نور تابیده شده بر روی آن را اندازه گیری می کند و میزان روشنایی قابل اندازه گیری را در اختیار کاربر قرار می دهد.
این دستگاه‌های دستی معمولاً توسط عکاسان برای کمک به محاسبه نوردهی مناسب استفاده می‌شوند. با این حال یک ابزار ضروری هستند که برای اندازه گیری و تأیید سطوح نور در محیط ساخته شده استفاده می شوند. اگر نور را برای ایمنی لازم دارید، نورسنج ها ابزار بسیار مفیدی هستند.
مزیت استفاده از لوکس متر این است که می توان آنها را کالیبره کرد. چرا این مهم است؟ در نظر بگیرید که چگونه بینایی یک فرد طول موج های خاصی از نور را متفاوت از دیگری تعیین می کند. این بدان معنی است که یک نفر می تواند یک منبع نور را کم و شدید تشخیص دهد، زیرا آنها طول موج های خاصی را متفاوت می بینند. هم چنین به این موضع این را اضافه کنید که طول موج های مختلف شدت نور متفاوتی را ساطع می کنند.
به همین دلیل است که لوکس متر به روشنایی استاندارد CIE A تبدیل شده است. یک لوکس متر استاندارد برای اندازه گیری نورهای رشته ای ضروری است، اما در مورد روشنایی LED چطور؟ برای اندازه گیری شدت نور از چراغ SMD، باید از نورسنج LED استفاده کنید.
روشنایی LED به دلیل بهره وری انرژی، طول عمر، تنظیم دمای رنگ، ایمنی و نگهداری کم به طور فزاینده ای در محیط های تجاری رایج شده است. اما LED ها نور سفید را به روشی متفاوت از نورهای رشته ای یا فلورسنت تولید می کنند، بنابراین استفاده از متر صحیح مهم است.
نحوه اندازه گیری شدت نور با استفاده از نورسنج
خواندن یک نور سنج (لوکس) بهترین راه برای اندازه گیری شدت نور است. این وسیله به ما کمک می کند تا شدت نور بهینه را برای یک محیط انتخاب کنیم. برای اینکار لازم است تا:
1. نور محیط را در اتاق اندازه گیری کنید
برای شروع هر نوری را که در اتاقی می خواهید اندازه گیری کنید خاموش کنید. نورسنج را روشن کنید تا آنچه را که به عنوان اندازه‌گیری پایه شناخته می‌شود، یعنی نور محیط اندازه بگیرید. این بدان معنی است که شما می توانید ببینید که نور موجود پس از روشن شدن چراغ ها چقدر به اتاق اضافه می کند.
2. چراغ ها را روشن کنید و اندازه گیری خود را انجام دهید
از یک نقطه مرکزی از محیط، مطمئن شوید که نورسنج شما برای رکورد جدید شما تنظیم شده است. عجله نکنید و اجازه دهید نور چند لحظه به روشنایی کامل برسد.
3. اعداد را از هم کم کنید
به سادگی سطح نور محیط را از سطح روشنایی بعد از روشن کردن لامپ کم کنید. این مقدار نوری است که لامپ های موجود تولید می کنند. با استفاده از این واحد اندازه‌گیری نور، می‌توانید نحوه مقایسه آن با سطوح بهینه نور مورد نیاز را ارزیابی کنید.
4. مناطق دیگر از اتاق را بررسی کنید
برای روشنایی اداری باز یا راهرو، عددی را که از نورسنج خود دریافت می کنید، در تئوری باید ثابت باشد. با این حال، ممکن است ارزش بررسی هر نقطه‌ی «کور» احتمالی را داشته باشد تا مطمئن شوید که ثبات شدت نور را دارید.
چگونه شدت نور بر عملکرد انسان تأثیر می گذارد
شدت نور بر نحوه زندگی، کار و تعامل انسان ها تأثیر می گذارد. تحقیقات جدید محققان ثابت کرده استد که شدت نور بر سلامت و تندرستی ما تأثیر می گذارد. تحقیقات نشان داده است که در حالی که نور مصنوعی استاندارد نیازهای بصری ما را برآورده می کند، برای ارائه سیگنال های بیولوژیکی مناسبی که بدن و مغز ما به آن نیاز دارند کافی نیست و حتی می تواند تأثیر منفی بر سلامت طولانی مدت ما بگذارد.
ما ارتباط خود را با خورشید و نور خورشیدی از دست داده ایم و دیگر سیگنال های نوری حیاتی را دریافت نمی کنیم که بدن و مغز ما برای ارتقای خواب بهتر و هوشیاری روزانه نیاز دارد. ما در محیط‌های داخلی زندگی می‌کنیم که مغز ما آنقدر کم نور است که نمی‌تواند روز را تشخیص دهد و در شب خیلی روشن است که مغز ما آن را به عنوان شب تشخیص نمی‌دهد. ما پیوند خود را با چرخه شبانه روزی طبیعی خود از دست داده ایم. به عنوان مثال، به خواربارفروشی با نور روشنی که در اواخر عصر به آن می‌روید یا سالن سخنرانی یا اتاق کنفرانسی که ممکن است وسط روز خود را سپری کنید فکر کنید. این نوع نورپردازی اتاق کاملاً برعکس سیگنال‌های نوری است که بدن ما در اطراف آن تکامل یافته است.
سبک زندگی مدرن ما به جایی رسیده است که اکثر ما حدود 90 درصد از زمان خود را در داخل خانه می گذرانیم. این بدان معناست که بیشتر نور روز ما تقریباً به طور کامل توسط نور مصنوعی تأمین می شود. ما در روز انواع نورپردازی سقفی مانند لوستر مدرن و در طول شب از چراغ شب استفاده می کنیم و خبری از نور طبیعی نیست.
بدون قرار گرفتن مناسب در نور روز و از آنجایی که در محیط‌های روشن‌تر در شب حضور داریم، چرخه‌های خواب و بیداری ما که مستقیماً با ریتم‌های شبانه‌روزی و تولید ملاتونین (هورمون اصلی خواب) در ارتباط هستند، دچار اختلال می‌شوند. به منظور داشتن خواب کافی و آرام که باعث بیداری در طول روز و افزایش سطح انرژی، خلق و خو و بهره وری شود، ما به یک ریتم شبانه روزی خوب نیاز داریم. وقتی این اتفاق می‌افتد، کیفیت خواب بهبود پیدا می کند و به سیستم‌های داخلی بدن اجازه می‌دهیم هم بدن و هم ذهن ما را ترمیم کنند.
مطالعات همچنین نشان داده اند که سیگنال های نور مناسب در روز نیز بر سروتونین ، پیش نیاز ملاتونین تأثیر می گذارد. سروتونین به ما کمک می کند احساس مثبت، آرام و سازنده داشته باشیم. چیزی که از قرار گرفتن در معرض نور روز کافی به دست می آوریم و به همین دلیل است که اختلال عاطفی فصلی در طول تاریکی طولانی ماه های فصل زمستان برای ما ایجاد می شود.
به همین دلیل، مهم است که افرادی که در داخل خانه کار می کنند، به طور دوره ای بیرون بروند و اصول نورپردازی دفتر خانگی را به درستی رعایت کنند.
نحوه انتخاب و اندازه گیری شدت نور ایده آل
فضاهای مختلف به سطوح و شدت نور متفاوت نیاز دارند. ایجاد سطوح نور مناسب نه تنها به ما امکان می دهد کارها را ببینیم و انجام دهیم، بلکه راه جل های بصری ناخودآگاه را ارائه می دهد که به بینایی بصری بهتر در یک فضا کمک می کند. ممکن است متوجه آن نباشید، اما حتی نورپردازی در یک محیط شرکتی اغلب برای ایجاد حس “فرهنگ سازمانی” استفاده می شود. بنابراین، چگونه شدت نور ایده آل را انتخاب می کنید؟
جامع‌ترین رویکرد این است که کاربردهای متفاوتی را که فضا خواهد داشت، سن افرادی که احتمالاً از فضا استفاده می‌کنند و مدت زمانی که ممکن است هر فضا را اشغال کنند در نظر بگیریم.
یک محیط اداری معمولی را در نظر بگیرید، سطح نور توصیه شده برای دفتر باز حدود 30 فوت کندل (متوسط) یا 300 لوکس است. با این حال داشتن یک سطح شدت نور در همه جا منطقی و راحت نیست.
اتاق‌های کنفرانس ممکن است برای جلسات رو در رو به 30 فوت شمع (300 لوکس) نیاز داشته باشند. اما ممکن است ارائه‌های ویدئویی نیز داشته باشید که در آن باید شدت نور کم شود تا بتوانید صفحه نمایش یا تصاویر را واضح‌تر ببینید. در بیشتر فضاها، داشتن لایه های نور و راه حل روشنایی که همه کاره و انسان محور باشد و به نیازهای افراد حاضر نیز پاسخ دهد، مهم است. برخی از اتاق‌های جلسه برای پیگیری سریع و برخی دیگر برای تمرین تمام روز استفاده می‌شوند. اگر این فضاها به نور روز دسترسی نداشته باشند، فکر کردن به اینکه چگونه می توان از نور شبانه روزی برای کمک به بهبود سلامتی این فضاها استفاده کرد، بسیار مهم می شود.
محیط دیگری که شدت نور داخلی برای آن عامل مهمی است، کلاس های درس است. یادگیری، یک عمل بسیار بصری است. بنابراین راه حل های نور مناسب باید در راستای محیط فیزیکی کار کنند. باید کارهای افقی (مقدار نور مورد نیاز روی میزها) و کارهای عمودی (مقدار نور مورد نیاز برای دیدن نوشته روی تخته های سفید) را در نظر بگیریم. به طور کلی، 30 فوت شمع (300 لوکس) در سطح افقی برای یک کلاس درس معمولی توصیه می شود.
در محیط مدرسه نیز می‌خواهیم روش‌هایی را برای کاهش تابش خیره‌کننده با حفظ سطح نور ثابت در نظر بگیریم تا همه دانش‌آموزان بتوانند ببینند. علاوه بر این، تحقیقات نشان داده است که کودکان و نوجوانانی که سیگنال های نور صبحگاهی مناسب دریافت می کنند، عملکرد، هوشیاری و کاهش بیش فعالی را بهبود می بخشند.
در نهایت، بیایید نگاهی به بیمارستان ها و مراکز درمانی بیندازیم. بیمارستان ها فضاهای پیچیده ای برای نور هستند، افراد مختلفی هستند که نیازهای نوری متناقضی دارند. بیماران ممکن است به نور کم نیاز داشته باشند، در حالی که پرستاران برای دیدن کارهایی که انجام می دهند به نور نیاز دارند. نیازهای نوری پرستاران در روز در مقابل پرستاران شیفت شب نیز یک چالش است.
محل های مراقبت از بیمار به نور با کیفیت بالا نیاز دارند تا متخصصان بتوانند به درستی رگ‌ها و رنگ پوست را ببینند تا هرگونه مشکل بالقوه را ارزیابی کنند.
علاوه بر این، ما می دانیم که نور روز برای سلامتی انسان بسیار مهم است، اما وقتی بیمار و بی حرکت هستید، نمی توانید برای دریافت مزایای سلامتی مورد نیاز نور روز به بیرون بروید. این امر تامین نور شبانه روزی برای مناطق مراقبت از بیمار را مهم تر می کند.
اگر روی اتاق بیماران تمرکز کنیم، فراهم کردن یک محیط سالم و آرام برای بهبودی بیمار مهم است. به طور کلی، 10 فوت شمع (100 لوکس) یک نور راحت و با شدت کمتر برای استراحت است.
اما اگر بیمار بخواهد مطالعه کند چه می شود. ممکن است یک بیمار به سطوح نور کمی بالاتر نیاز داشته باشد، حدود 20 فوت شمع (200 لوکس). با این حال، ما باید نیازهای متخصصان پزشکی را نیز در نظر بگیریم. اتاق‌های بیمار نیز دارای یک چراغ معاینه مجزا هستند که می‌تواند در صورت لزوم روشن و خاموش شود تا امکان معاینات کنار تخت فراهم شود و سطوح نور بالاتری را فراهم کند یعنی تا 50-75 فوت شمع یا 500-750 لوکس. علاوه بر این، زمانی که بیمار در خواب است، ممکن است کارکنان پزشکی برای گرفتن وسایل حیاتی به داخل اتاق بیایند و به یک چراغ کار نیاز دارند که بتواند 10 فوت شمع (100lx) را فراهم کند که در حالت ایده آل بدون اینکه بیمار را اذیت کند.
اهمیت اندازه گیری شدت نور، استفاده از لایه‌های نور برای راحتی بصری و همچنین پیاده‌سازی فناوری روشنایی شبانه‌روزیخیلی مهم است. همانطور که دیدید شدت نور تاثیر مختلفی بر وضعیت ما انسان ها دارد و لازم است تا نور مناسب را برای خود مهیا کنیم علاوه بر کاهش مشکلات، از انجام فرایند کار برای خود نیز لذت ببریم.
