تقسیم بندی چراغ ها بر اساس پخش نور

روش شار نوری:

با استفاده از روش شار نوری یا لومن می توان، شدت روشنایی متوسط را روی هر سطح دلخواه محاسبه کرد. محدودیت این روش این است که تغییرات شدت روشنایی را از یک نقطه به نقطه دیگر به دست نمی دهد و امتیاز اصلی آن سادگی آن است. این روش امروزه برای محاسبات روشنایی داخلی به کار می رود و برای بعضی محاسبات روشنایی خارجی مثل روشنایی خیابان ها هم مورد استفاده قرار میگیرد.

به دلیل جامعیت این روش، محاسبات روشنایی مبتنی بر این شیوه بررسی می گردد.

در انتخاب شدت روشنایی باید هم به راحتی و بهره ی کاری کارکنان، و هم به هزینه توجه شود.میزان روشنایی لازم برای انجام بسیاری کارهای اساسی توسط مجامع مهندسان روشنایی در بسیاری کشورها تعیین و توصیه شده است.

به طور خیلی کلی، شدت روشنایی روی سطح کار را برای فعالیتهای مختلف می توان مطابق جدول زیر خلاصه کرد.

کمیته ملی روشنایی موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران برای غالب اماکن مانند محلهای مسکونی، تجاری و صنعتی مقادیری برای شدت روشنایی حداقل و پیشنهادی داده است که در جدول زیر به اختصار آمده است.

در این روش تعداد چراغ ها و محل دقیق آن ها برای تامین یک شدت روشنایی متوسط معین است.

در طرح با روش لومن روشنایی متوسط روی سطح کار مورد نظر است و تغییرات شدت روشنایی از نقطه ای به نقطه ی دیگر مورد توجه نیست.

میزان روشنایی رسیده به سطح کار از هر چراغ به منحنی توزیع نور چراغ، اندازه های اتاق و ضرایب انعکاس دیوارها و سقف بستگی دارد. علت این امر این است که مقداری از نور چراغ به طور مستقیم به سطح کار می رسد و مقداری از آن پس از انعکاس از سقف و دیوارها و یا بعد از انعکاس های متعدد به سطح کار می رسد.

لومن بر اساس آزمایشاتی که هریسون و آندرسون انجام داده بودند به این نتیجه رسید که شدت روشنایی متوسط، روی میز کار از فرمول زیر بدست می آید:

که در این معادله CU نسبت شار نوری مفید به کل شار نوری ساطع شده از لامپ است.

اما  در سال های بعد با انجام آزمایشات بیشتر نتایجی بدست آمد که به صورت جداولی برای انواع اتاق و انواع چراغ درآمد.

روش لومن با استفاده از شاخص فضا:

محاسبات و آزمایشات نشان داد اثرات طول و عرض و ارتفاع اتاق و ارتفاع نصب چراغ ها را می توان به صورت یک متغیر به نام شاخص فضا یا ضریب اتاق k_r به صورت زیر تعریف کرد.

برای نور مستقیم و نیمه مستقیم:

برای نور غیر مستقیم و نیمه غیر مستقیم:

برای سهولت کار میتوان از جداولی که از انجمن روشنایی آمریکا منتشر شده است که در آن فاصله چراغ تا زمین ، ضرایب انعکاس سطوح مختلف و ...  را مشخص میکند استفاده نمود

که در این جداول مقادیری نظیر ρw(ضریب انعکاس دیوار)، ρf(ضریب انعکاس کف)، ρc(ضریب انعکاس سقف) آمده است که در مقدار CU لحاظ می گردد.

در نهایت میزان شدت روشنایی در روی سطح کار به روش استفاده از شاخص فضا به صورت زیر در می آید:

که در آن MF ضریب نگهداری لامپ است که میزان کثیفی، کهنگی و کیفیت چراغ را مشخص می کند.

روش لومن با استفاده از تقسیم ناحیه ای:

انجمن مهندسین روشنایی آمریکا روشی جدید برای حل مسائل روشنایی ارائه داده است که به روش تقسیم ناحیه ای معروف است. در این روش سه شاخص فضا که نسبت تقسیم ناحیه ای نامیده می شوند و 2.5 برابر نسبت مساحت دیوارهای آن ناحیه به سطح ناحیه است تعریف شده است.

این سه ناحیه، ناحیه سقف، ناحیه اتاق و ناحیه کف هستند. نسبت ناحیه اتاق برای یا RCR برای یک اتاق مستطیل شکل به طول L، عرض W و ارتفاع چراغ ها تا میز کار h_rc مطابق شکل زیر است:

به همین ترتیب نسبت ناحیه سقف یا CCR و نسبت ناحیه کف یا FCR به ترتیب از این قرارند.

در این روش ناحیه سقف و ناحیه کف را با سقف و کف معادلی با ضرایب انعکاس موثر سقف ρccو ضریب انعکاس موثر کف ρfcجایگزین میکنیم. ضریب انعکاس ρccاز ضریب انعکاس سقف ρcو دیوارها ρwو CCR و ضریب ρfcاز ضریب انعکاس کف ρfو دیوارها ρwو FCR از جداول انجمن مهندسین روشنایی آمریکا به دست می آید.

در این روش ضریب بهره برداری یا ضریب نگهداری را ضریب کل کاهش نور یا TLLF می نامند که از حاصلضرب پارامترهای زیر بدست می آید.

TLLF=RSDDF*LDDF*LLDF*LSDF*LATF*VF*BF*LBF

که در آن:

RSDDF: ضریب کاهش نور به علت کثیفی سطوح اتاق

LDDF: ضریب کاهش نور به علت کثیف شدن چراغ

LLDF: ضریب کاهش نور براثر از بین رفتن فلز کاتد

LSDF: ضریب کاهش نور به علت کهنه شدن سطوح چراغ

LATF: ضریب تاثیر درجه حرارت محیط بر روی نور چراغ

VF: ضریب کاهش نور بر اثر کاهش ولتاژ

BF: ضریب کاهش نور بر اثر استفاده از چوک غیر استاندارد

LBF: ضریب کاهش نور به علت تعویض نشدن لامپ های سوخته