Lux – co to jest natężenie światła?

Światło, zarówno naturalne jak i sztuczne, odgrywa niezwykle istotną rolę w życiu człowieka. Ludzkie oko jest wrażliwe na dość szeroki zakres natężenia światła, ale niski poziom natężenia może powodować zmęczenie, bóle oczu i głowy oraz utratę zdolności dostrzegania szczegółów. Czym jednak jest to natężenie światła i jaka jest jego rola w oświetleniu?

Czym jest światło?

Światło jest formą energii elektromagnetycznej przemieszczającej się w przestrzeni jako fala, która ma określone właściwości: długość i częstotliwość. Nauki ścisłe określają światło jako promieniowanie optyczne podlegające prawom optyki geometrycznej oraz falowej. Tyle nauka, a prosto rzecz ujmując światło jest widzialną częścią promieniowania elektromagnetycznego. Ludzkie oko jest w stanie wyczuć falę światła o długości od 400 do 700 nanometrów. W zależności od długości fali światła, postrzegamy je w różnych kolorach. Światło o fali o długości około 420 nm jest przez nas widziane jako niebieskie, natomiast zielone światło odpowiada fali długości 525 nm, czerwone zaś 635 nm. Dłuższe fale określane są jako podczerwień, która odczuwana jest przez człowieka w postaci ciepła. Krótsze fale, które nie są widoczne dla ludzkiego oka to promieniowanie ultrafioletowe, a najkrótsze promieniowanie rentgenowskie oraz gamma.

Źródła światła oparte na cieple (jak na przykład żarówki żarowe) emitują energię elektromagnetyczną na wszystkich długościach fal, dlatego światło wydaje się być białe. O tym jak rozłożone są fale w takim oświetleniu decyduje jego temperatura. Świetlówki wydają się białe dzięki fluorescencji, a lampy LED emitują światło o jednej, określonej długości fali.

Natężenie światła – co to takiego?

Zrozumienie pojęcia natężenia oświetlenia warto zacząć od strumienia świetlnego. Czym jest ów strumień dowiesz się z artykułu Lumen – co to jest strumień świetlny?. Natężenie światła jest zaś gęstością tego strumienia padającego na daną powierzchnię. Prościej rzecz ujmując, to gęstość promieni światła emitowanych przez dane źródło. Wzrost natężenia światła sprawia, że widziany obraz staje się bardziej wyraźny, ostrzejszy. Dobór oświetlenia o odpowiednim natężeniu jest bardzo istotny pod kątem wzroku ponieważ zbyt małe lub zbyt wysokie natężenie światła nie tylko szkodzi oczom, ale może powodować także zmęczenie i bóle głowy.

Co to jest lux?

Jednostką natężenia światła w układzie SI jest luks (lux [lx]). Nazwa jednostki pochodzi z języka łacińskiego, gdzie lux oznacza światło. Analogicznie podwielokrotność luxa – mililux nosi nazwę nox [nx], co pochodzi od łacińskiego określenia nocy. Luks to jednostka miary, której używamy do opisania liczby lumenów padających na metr kwadratowy.

Co to oznacza w praktyce? Luks zawsze uwzględnia obszar, na którym rozprzestrzenia się strumień świetlny, a nie jego intensywność. Dlatego też mając źródło światła o mocy 800 lumenów, jeśli wszystkie te lumeny zostaną rozłożone na powierzchni 1 metra kwadratowego, uzyskamy natężenie oświetlenia o wartości 800 luxów. Ale co, jeśli rozłożymy to na 4-krotność powierzchni, czyli 4 metry kwadratowe? Natężenie oświetlenia spadnie do mniej intensywnego i ciemniejszego o wartości 200 luxów mimo, że źródło światła nie zmieni się i jego wartość nadal będzie wynosiła 800 lumenów.

Gdzie w oświetleniu można spotkać luxy?

Każde źródło światła można opisać za pomocą natężenia, dlatego luxy mają takie przedmioty jak żarówki dekoracyjne, halogeny samochodowe, latarki, oświetlenie LED i tradycyjne, a nawet światło księżyca. Określenie ilości luxów z danego źródła światła jest istotne dla bezpieczeństwa, ergonomii pracy i ogólnie funkcjonowania. Według naukowców sztuczne światło spełnia wizualne potrzeby człowieka, nie wystarczy jednak do spełnienia potrzeb biologicznych. Intensywność oświetlenia i czas jaki człowiek spędza w pomieszczeniach sprawia, że nasz organizmy źle odczytują sygnały biologiczne wysyłane dzięki natężeniu światła. Wcześniej to cykl dobowy wyznaczał rytm życia. Natężenie światła dziennego i luxy w nocy decydowały o czasie pracy i odpoczynku. Dlatego tak ważne jest zapewnienie odpowiedniego poziomu luksów w oświetleniu pomieszczeń w domu. Tam, gdzie spędzamy czas w ciągu dnia powinno ich być zdecydowanie więcej niż w sypialni. Nie zastąpi to rzecz jasna działania światła naturalnego, ale w pewnym stopniu wyreguluje sygnały biologiczne odczytywane przez organizm dzięki światłu.

Jak w prosty sposób zmierzyć natężenie światła?

Zdarza się, że potrzebujemy sprawdzić ile luksów ma żarówka LED czy też inne źródło światła. Najczęściej pomiary natężenia wykonywane są w miejscach pracy, gdzie ilość luxów jest regulowana odpowiednimi wytycznymi. Narzędziem do pomiaru natężenia światła jest luksomierz zwany także światłomierzem lub luxomierzem. Choć informacja o ilości luksów w żarówce powinna być dołączona do opakowania lub umieszczona na etykiecie, to nie zawsze to wystarczy. Możesz wiedzieć doskonale jak czytać etykiety na żarówkach, ale w przypadku dużych pomieszczeń o kilku źródłach światła, lepiej skorzystać z luksomierza.

Sposób działania światłomierza jest bardzo prosty. Wykorzystuje on fotokomórkę do przechwytywania światła, które następnie miernik przekształca w prąd elektryczny. Pomiar prądu umożliwia zaś luksomierzowi obliczenie wartości luksów wychwyconego światła. Wystarczy czujnik światła wystawić na działanie źródła światła (w miejscu, w którym chcemy sprawdzić natężenie światła), włączyć odpowiednią funkcję w zależności od modelu i czekać na wynik.

Na powyższym schemacie rolę miernika przekształcającego światło pełni fotodioda. Widmowa korekcja świetlna określa zaś stosunek strumienia świetlnego do pobieranej przez nie mocy i umożliwia ustalenie rzeczywistego natężenia światła.

Mierzenie natężenia oświetlenia w domu krok po kroku

1. Wyłącz sztuczne oświetlenie w pomieszczeniu, w którym chcesz dokonać pomiaru, dzięki temu ustalisz pomiar bazowy i dowiesz się ile światła wpada do pokoju z innych pomieszczeń i okien.
2. Włącz światło i dokonaj pomiaru natężenia światła. Pamiętaj aby pomiaru dokonać w centralnym punkcie pomieszczenia. Możesz odczekać kilka chwil po zapaleniu światła, by żarówki osiągnęły pełną moc.
3. Odejmij poziom światła otoczenia od wyniku pomiaru po zapaleniu światła i sprawdź wynik, który odpowiada poziomowi natężenia oświetlenia w tym pomieszczeniu.
4. Sprawdź natężenie oświetlenia w innych miejscach w pomieszczeniu. To ważne na przykład gdy pokój podzieliłeś na kilka stref. Sprawdź natężenie oświetlenia w miejscu pracy, kąciku czytelniczym czy na blacie roboczym w kuchni.

Oświetlenie LED a ilość luksów

Rozwój technologii oświetleniowej i wzrost świadomości ekologicznej powodują, że coraz więcej osób korzysta z oświetlenia LED. Teoretycznie pomiary ilości luxów w oświetleniu LED powinny przebiegać podobnie do pomiarów z innych źródeł. Nie jest to jednak do końca możliwe. Ze względu na nieco inny mechanizm wytwarzania światła przez żarówki i diody LED, do pomiarów warto wykorzystywać luksomierze lepszej jakości, wyposażone w odpowiednie urządzenia korygujące poprzez wykorzystanie współczynnika korekcyjnego. Warto też upewnić się, że luksomierz posiada funkcję pomiaru światła o różnej barwie. Dzięki postępowi technologicznemu istnieje także możliwość zakupu żarówek, którymi możemy sterować, regulując natężenie światła. Żarówki LED sterowane smartfonem i aplikacją spotykają się z przychylnymi opiniami odbiorców. Także my sami jesteśmy nimi oczarowani.

Sytuacje wymagające pomiaru natężenia światła

Najczęściej pomiary natężenia światła wykonywane są w celu spełnienia standardów oświetlenia regulowanych w przepisach. Ma to miejsce na przykład w zakładach pracy, szczególnie fabrykach i dużych przedsiębiorstwach. Kiedy jeszcze warto mierzyć natężenie światła?

1. Zapewnienie bezpieczeństwa i ergonomicznych warunków pracy. Nie warto czekać na badanie poziomu luxów do ostatniej chwili. Zapewnienie odpowiedniego natężenia światła w przedsiębiorstwach wpływa na jakość pracy, a przede wszystkim na bezpieczeństwo. Sprawdź, czy Twoja firma zapewnia minimalne standardy już podczas urządzania biura.
2. Fotografia – tu natężenie światła odgrywa kluczową rolę. Źle dobrane oświetlenie może zmusić fotografa do wydłużenia czasu naświetlania lub otwarcia przysłon obiektywu. Co ciekawe, niektóre nowoczesne aparaty fotograficzne posiadają wbudowany światłomierz, który ułatwia pracę.
3. Monitorowanie pogody i fotowoltaika. Jeśli chcesz zainwestować w panele słoneczne, niezbędne będzie badanie natężenia światła dziennego w pobliżu Twojego domu, co pomoże w określeniu optymalnej lokalizacji każdego panelu.
4. Projektowanie wnętrz. Światło odgrywa kluczową rolę w pracy projektantów wnętrz. Odpowiednia ilość światła dziennego oraz dobrze dobrane sztuczne oświetlenie pomieszczeń w domu pomoże w stworzeniu wybranego stylu. Dzięki luxomierzowi zaplanujesz odpowiednie natężenie światła w pokoju dziennym lub sypialni.

Ile luksów ma światło dzienne?

Niekiedy trudno wyobrazić sobie jak wygląda światło o natężeniu jednego luxa, ale dla ułatwienia stworzyliśmy tabelę przykładowych źródeł światła – naturalnych i sztucznych – oraz natężenia jakie osiągają.

Jak przeliczyć luxy na waty?

Przeliczenie luxów na waty nie jest możliwe z prostej przyczyny – są to jednostki reprezentujące dwie różne wielkości. Wat jest bowiem jednostką mocy i strumienia energii, a nie natężenia światła. Próby przeliczenia tych dwóch wielkości sięgają prawdopodobnie czasów, gdy oświetlenie LED nie było jeszcze zbyt popularne. Tradycyjne żarówki definiowane były przez ich moc podaną na opakowaniu. Znając tą wartość z łatwością mogliśmy wyobrazić wizualnie, z jaką intensywnością będą świecić żarówki. Dziś, zamiast przeliczać lux na wat, można sprawdzić ile watów emitowanych przez tradycyjne żarówki odpowiada lumenom w oświetleniu led pamiętając, że jeden lux odpowiada lumenowi na metr kwadratowy.

Natężenie światła a moc żarówek

Natężenie światła mierzone w luksach jest zależne od mocy żarówek, ale nie tożsame tej wartości. Teoretycznie im większa jest moc żarówki, tym większa powierzchnia powinna zostać nią oświetlona i tym więcej luksów będzie w danym miejscu. To jednak również nie do końca prawda ponieważ o natężeniu oświetlenia decyduje więcej czynników. Żarówka o wartości 800 lumenów rozprowadza światło po całym, dużym pomieszczeniu, będzie więc miała mniejszą ilość luksów od latarki lub reflektorka 800 lumenów, które oświetlą powierzchnię metra kwadratowego. Żarówka LED posiada szereg właściwości, a moc oraz natężenie światła są tylko dwiema z nich. Pozostałe właściwości oświetlenia LED:

• strumień świetlny,
• temperatura barwowa,
• skuteczność świetlna,
• rodzaje żarówki,
• rodzaj gwintu,
• efektywność energetyczna.

Optymalne natężenie światła w domu

Aranżując wnętrze swojego domu zawsze miej na uwadze, jak ważną rolę odgrywa światło. Z jednej strony może ono stanowić dekorację i dzięki zastosowaniu odpowiedniego natężenia światła uwydatniać zalety i ukrywać wady, z drugiej natomiast wpływa na nasze zdrowie i samopoczucie. Wiesz już jak mierzyć natężenie oświetlenia w domu więc warto dowiedzieć się też jaki jest najbardziej pożądany poziom natężenia w poszczególnych strefach domu.

Pamiętaj, że światło jest odbierane w różny sposób przez różne osoby, dlatego wartości przedstawione w powyższej tabeli są niezwykle elastyczne. Poza tym na poziom natężenia światła w domu nie wpływa wyłącznie zastosowane oświetlenie, ale także światło z zewnątrz, które wpada np. przez okno. Jeśli po czytaniu lub pracy bolą Cię oczy lub głowa, sprawdź czy natężenie światła w Twoim domu jest odpowiednie i skoryguj ewentualne odchylenia.