Oświetlenie zewnętrzne

podstawowe jednostki i pojęcia

Technika świetlna jest dziedziną, w której występują pojęcia i wielkości fizyczne – ważniejsze z nich zestawiono w tabeli 1. Około 80 % wrażeń zewnętrznych odbieramy wzrokiem. Oko ludzkie (rys. 1.) wyposażone jest w receptory świetlne dostosowujące się do skrajnie różnych warunków oświetleniowych. Jest to zakres od 50 000 luksów w letnie południe w pełnym słońcu, do części luksa w nocy. W procesie widzenia biorą udział dwa rodzaje receptorów usytuowanych na siatkówce oka. Zgromadzone przede wszystkim w centrum żółtej plamki czopki rozróżniają barwy, ale są mniej czułe niż pręciki. Pręciki rozmieszczone głównie poza żółtą plamką mają dużo większą czułość, ale nie rozróżniają barw. Dlatego tzw. „widzenie zmierzchowe” to widzenie w szarych barwach. W ostatnim czasie odkryto trzecią grupę receptorów, tzw. neuronów, odpowiedzialnych za efekty fizjologiczne wywoływane w organizmie ludzkim przez światło. Jednym z nich jest wydzielanie melatoniny, hormonu stymulującego aktywność człowieka. Zjawisko to należy brać pod uwagę przy oświetlaniu miejsc pracy usytuowanych na otwartej przestrzeni, jeżeli praca odbywa się w porze nocnej.

Światło odbierane przez oko ludzkie stanowi tylko niewielki fragment promieniowania elektromagnetycznego (rys. 2.). Zakres ten jest inny dla widzenia dziennego (czopkowego), a inny dla widzenia zmierzchowego (pręcikowego). Najlepiej przy widzeniu dziennym odbieramy barwę żółtą o długości fali 555 nm. Przy widzeniu zmierzchowym zakres czułości oka przesuwa się ku falom krótszym, przy czym maksimum czułości odpowiada barwie żółto-zielonej o długości fali 507 nm (rys. 3.). Granice te są wielkościami umownymi. Ze względu na fakt różnego, indywidualnego, odbierania wrażeń świetlnych przez poszczególnych ludzi nie istnieje możliwość ścisłego ich określenia.

Natężenie oświetlenia ma znaczący wpływ na wyniki ludzkich działań. Im jego poziom jest wyższy, tym praca jest wydajniejsza, a jej wykonywanie bezpieczniejsze. Wraz ze wzrostem natężenia oświetlenia maleje czas spostrzegania (rys. 4.) i liczba popełnianych błędów. Optymalną średnią wartość natężenia oświetlenia dla poszczególnych czynności określają normy. Jednak ponieważ odbierane wrażenia wzrokowe są wrażeniami subiektywnymi, różne osoby różnie oceniają warunki oświetleniowe.

źródła światła

W oświetleniu zewnętrznym stosowane są praktycznie wszystkie typy źródeł światła. W zależności od miejsca eksploatacji i przeznaczenia, mogą to być żarówki, świetlówki standardowe i kompaktowe, a także wysokoprężne lampy wyładowcze rtęciowe, sodowe i metalohalogenkowe. W ostatnim czasie coraz powszechniej w oświetleniu zewnętrznym stosowane są także diody elektroluminescencyjne LED.

Elektryczne źródła światła charakteryzują następujące wielkości (tab. 1.):

• moc wyrażona w watach [W],
• strumień świetlny wyrażony w lumenach [lm],
• skuteczność świetlna wyrażona w lumenach/wat [lm/W],
• wskaźnik oddawania barw Ra,
• wskaźnik olśnienia przykrego UGR,
• temperatura barwowa wyrażona w kelwinach [K],
• trwałość wyrażona w godzinach świecenia [h],
• napięcie pracy wyrażone w woltach [V],
• wymiary zewnętrzne,
• typ trzonka,
• położenie pracy,
• typ bańki.

Moc źródła światła ma wpływ na zużycie energii elektrycznej. Im mniejsza moc źródła światła (przy tym samym strumieniu świetlnym), tym źródło efektywniejsze. Wskaźnikiem tej efektywności jest skuteczność świetlna – wielkość określająca, jaki strumień świetlny możemy uzyskać pobierając z sieci moc równą 1 W. Oprócz wskaźników energetycznych ważną sprawą jest możliwie maksymalne zbliżenie barwy światła sztucznego do światła słonecznego, a także takie oświetlenie przedmiotów, aby ich barwy nie były zniekształcone. Te dwa elementy określają temperaturę barwową źródła światła, przy czym rozróżniamy temperaturę barwową:

• ekstraciepłobiałą – 2700 K,
• ciepłobiałą – 3000 K,
• białą – 4000 K,
• dzienną – 5000 K i wyżej

oraz wskaźnik oddawania barw (tab. 1.) określany symbolem R_a (rys. 5.), przy czym im ten wskaźnik jest wyższy, tym lepsze oddawanie barw (kolorów):

• R_a=91÷100 – bardzo dobre oddawanie barw,
• R_a=81÷90 – dobre oddawanie barw,
• R_a=51÷80 – średnie oddawanie barw,
• R_a<50 – słabe oddawanie barw.