Existují dvě základní zjednodušené metody světelných výpočtů. Výpočet počtu světelných zdrojů a jejich příkonu k dosažení požadované intenzity osvětlení. Pojďme se společně podívat této problematice na kloub.
Abychom mohli provádět světelně technické výpočty, je potřeba pracovat s mnoha parametry. Mezi ně řadíme např. intenzitu denního i umělého osvětlení, světelnou odraznost stěn, stropu či nábytku nebo třeba přesné umístění svítidel v pokoji. Pro účely světelně technických výpočtů většinou využívají projektanti či interiéroví architekti speciální software, který za ně odvede většinu práce a je v tomto ohledu skutečně spolehlivý. Kromě výpočtů však tyto programy často zvládají také vizualizaci návrhu rozmístění osvětlení v místnosti, a vy si tak můžete snadněji představit finální výsledek. Tímto způsobem lze jednoduše vyprojektovat kvalitní a logicky rozmístěné osvětlení v bytech, domech, kancelářích i průmyslových prostorech.
Proč vůbec vypočítávat osvětlení?
Může se zdát, že správně rozmístěné osvětlení není nijak podstatné, ale opak je pravdou. Právě špatně dimenzované světelné podmínky mohou být jedním z důvodů, proč se čím dál tím více lidem kazí zrak. To může být pro mnoho vlastníků nemovitostí popud k tomu, aby si nechali ve svém vlastním zájmu provést výpočet osvětlení a případně jej podle zjištěných výsledků patřičně upravili. Ne každý je však ochotný za tyto služby platit profesionálům a odborníkům a z toho důvodu vám přinášíme jednoduchý návod na to, jak si osvětlení alespoň přibližně spočítat sami. Zjistíte tak, zda se vaše domácnost či kanceláře alespoň z části přibližují správně dimenzovaným podmínkám.
Než se pustíte do samotného počítání, měli byste nejprve alespoň orientačně znát některé základní parametry budoucího osvětlení. Mezi tyto parametry zpravidla patří síla světlených zdrojů pro konkrétní osvětlení a také vhodnost světla do daného prostoru. Z těchto důvodů vás naučíme, jak provádět výpočet příkonu osvětlení pro celou osvětlovanou místnost a také výpočet příkonu pro osvětlení konkrétního místa.
Orientační výpočet příkonu osvětlení pro celou osvětlovanou místnost
1. Nejprve si vybereme požadovanou intenzitu osvětlení v místnosti, která se označuje písmenem E. Ta je stanovena předpisy a normami, ale obvykle pracujeme s hodnotami, které jsou doporučené a které jsou nejvhodnější pro dosažení světelné pohody. Tento výpočet nelze provádět všeobecně pro celý dům či byt, protože se odvíjí od druhu místnosti a činností, které jsou v místnostech vykonávány. Jako konkrétní příklad můžeme uvést např. obývací pokoj a doporučenou hodnotu pro jeho osvětlení. Tato hodnota se rovná 100 luxů. Naším cílem je této hodnoty při zařizování osvětlení skutečně dosáhnout. Ideální je proto: E=100 lx.
2. Jakmile máme stanovenou požadovanou intenzitu, můžeme začít s výpočtem příkonu osvětlení pro místnost, kdy je však nejprve vypočítán činitel m. Ten vypočítáme podle vzorce:
m=a/h
a: délka kratší strany místnosti v metrech
h: výška svítidel nad srovnávací rovinou, ke které je poměřována intenzita světla (nejčastěji 85 cm nad úrovní podlahy)
Jako příklad si můžeme uvést obývací pokoj o rozměrech 5×6 m, který používá přímé osvětlení zavěšené 1,25 m nad srovnávací rovinou. Činitel této místnosti je tedy: m=5/1,25=4
3. Ve třetím kroku musíme určit potřebný měrný výkon osvětlovací soustavy, přičemž nejprve určíme, zda je daná místnost světlá, tmavá nebo středně světlá. Poté použijeme vzorec pro výpočet střední odraznosti stěn a stropu. Pokud je tato průměrná odraznost vyšší než 70 %, je vaše místnost světlá. Okolo 60 % pak mluvíme o středně světlé místnosti a pokud je odraznost 50 % a méně, místnost je tmavá.
4. Posledním krokem je výpočet informativní hodnoty potřebného příkonu osvětlovací soustavy. Ten provedeme dosazením do vzorce
P=Pm*(E/10 η)*S
Pm: měrný příkon osvětlení odečtený z tabulky Měrné příkony osvětlovací soustavy
E: požadovaná osvětlenost v lx (pro obývací pokoj 100 lx)
η: měrný výkon použitých světelných zdrojů (100 W žárovky mají měrný výkon 12,6 lm/W)
S: plocha místnosti v m2, pro náš pokoj bude 30 m2
P: příkon osvětlovací soustavy
Jako příklad zde můžeme uvést obývací pokoj, který má světlé stropy i stěny, a pro přímé osvětlení a pro činitel místnosti tudíž vychází 4 měrný příkon Pm=23,5 W/m2.
Dosazením do vzorce získáme P=23,5*(100/(10*12,6)*30=560 W
Z toho plyne, že pro tento obývací pokoj je vhodné osvětlení pomocí 6 kusů žárovek o výkonu 100 W
Orientační výpočet příkonu osvětlení konkrétního místa
Jedná se o metodu, která umožňuje provést výpočet intenzity osvětlení v určitém místě. Osvětlenost lze v tomto případě počítat jak na vodorovné rovině, tak i na svislé či nakloněné rovině. Uvedené výpočty platí pro bodový zdroj světla, za který je považován zdroj, jehož velikost se blíží nule. Tyto vzorce však fungují i tehdy, kdy je největší rozměr zdroje světla menší, než 1/3 vzdálenosti svítidla od nejbližšího kontrolního místa.
Pro výpočet osvětlenosti se využívá tzv. Lambertův kosinový zákon:
E=((lγ*cos β)/(l2))
l: vzdálenost od zdroje k místu P, kde určujeme intenzitu osvětlení
Iγ: svítivost zdroje – světelný tok
β: úhel, pod kterým paprsek dopadá k osvětlované ploše?
V ideálním případě, kdy je světlo umístěno přímo nad osvětlovaným místem je cos β=1 a vzorec získává podobu kvadratického zákonu:
E=lγ/l2
Pokud tedy známe přesnou svítivost zdroje v luxech, dokážeme si vypočítat také intenzitu osvětlení v určité vzdálenosti od zdroje pomocí uvedených vzorců.
Jako příklad můžeme uvést 60 W žárovku, která má světelný tok 715 lm. Pokud je deska kuchyňského stolu umístěna 1,5 metru od zdroje světla získáme přímo pod svítidlem intenzitu osvětlení
E=(715/1,5² )=(715/2,25)=317 lx
Pokud chceme osvětlení určit v jiném místě stolu než přímo pod zdrojem světla, budeme využívat první vzorec – Lambertův kosinový zákon.