سیستم های روشنایی
اهداف طراحی روشنایی مطلوب
روشنایی در زندگی و کار ما انسان ها تاثیرات بسیار دارد مثلا روشنایی انجام کار ها را تسهیل می کند و کار ها را آسان تر می نماید، محیطی مناسب برای افراد ایجاد می نماید، حوادث احتمالی را در محیط کار کاهش می دهد، عوارض و استرس‌های روانی و بیماری یا ناراحتی‌های چشمی را کاهش می دهد و در نتیجه افزایش بهره وری در کار را سبب می شود.
شرایط روشنایی مطلوب
شدت روشنایی بایستی مطابق با استانداردهای پیشنهادی باشد. بطور مثال روشنایی راهروها بین ۱۰۰ تا ۱۵۰ لوکس و برای دفاتر تایپ و ماشین‌نویسی ۳۰۰ تا ۶۰۰ لوکس باشد. منابع روشنایی مورد استفاده جهت تأمین روشنایی بایستی دارای رنگ دهی مناسب باشند. این عامل با رنگ دهی نور روز که عدد ۱۰۰ در نظر گرفته می‌شود مقایسه می‌گردد. به‌طور مثال لامپ های رشته ای مورد استفاده در منازل رنگ دهی حدود ۱۰۰ و لامپ های جیوه ای رنگ دهی حدود ۲۴ دارند. عدم وجود سایه روشن در محل دید فرد یا محیط کار عدم ایجاد فشارهای چشمی سوزش یا سردرد برای فرد در محیط کار نبود تلاش اضافی از سوی فرد برای دیدن سطح کار که پیامد آن به وجود آمدن وضعیت های نامطلوب بدنی و دردهای کمری و گردنی است. عدم قرارگیری منابع روشنایی درناحیه دید مستقیم فرد نبود سطوح انعکاس دهنده مزاحم در ناحیه دید فرد در محیط کار
اصول طراحی روشنایی طبیعی
در تأمین روشنایی منازل مسکونی، اماکن عمومی و محیط های کار اولویت با نور روز است. اصولآ یکسری از مواردی که در طراحی روشنایی طبیعی بایستی در نظر گرفته شود به شرح زیر است:
- وضعیت قرارگیری پنجره‌ها یا نورگیرها مناسب باشد. بطور مثال پنجره‌های اصلی روبه سمت جنوب نصب گردند.
- مساحت پنجره‌ها بایستی برای نورگیری مکان کافی باشد. (بسته به نوع کار ۵ تا ۳۰ درصد مساحت محل کار در نظر گرفته شوند)
- پوشش سطوح داخلی بایستی دارای رنگ و ضریب انعکاس مناسب در جهت توزیع نرمال روشنایی باشند. بطور مثال ضریب انعکاس حدود ۰.۷ برای سقف، ۰.۳ برای کف و ۰.۵ برای دیوارها در نظر گرفته شود.
- موقعیتهای اقلیمی فصول سال و ساعاتی از شبانه روز که فعالیت صورت می پذیرد در نظر گرفته شود.
- محل نصب پنجره‌ها تا حد امکان در نزدیکی سقف باشد.
- تمامی دستگاه‌ها و ابزارالات مورد استفاده یا سطوح کار دارای پوشش رنگ مناسب با ضریب انعکاس حدود ۰.۵ باشند.
- پیش‌بینی روشنایی مناسب از نوع مصنوعی جهت مواقع مورد نیاز مانند روزهای ابری
- نظافت مرتب و دوره‌ای سیستم روشنایی مصنوعی، سطوح کارگاه و ابزار و ماشین آلات
طراحی روشنایی مصنوعی
مسئله‌ای که در طراحی روشنایی مصنوعی بایستی در نظر گرفت این است که اثر روشنایی روز در این نوع طراحی دخالت داده نشود تا سیستم روشنایی ما در شب یا زمان‌هایی که اثر روشنایی روز حداقل است کارایی کافی داشته باشد.
انواع سیستم‌های روشنایی مصنوعی
- سیستم روشنایی عمومی
- سیستم روشنایی موضعی
- سیستم روشنایی ترکیبی (عمومی و موضعی )
- اصول مد نظر در طراحی روشنایی مصنوعی
یکی از روش‌های بکار رفته در طراحی روشنایی مصنوعی روش لومن است که در سال ۱۹۲۰ توسط هریسون و آندرسون در آمریکا پایه‌گذاری شد. هدف از محاسبه روشنایی به این روش تعیین تعداد منابع نور و محل نصب منابع در راستای تأمین شدت روشنایی متوسط است. مهمترین فاکتورهای دخیل در طراحی روشنایی به روش فوق به شرح ذیل است :
- تعیین سیستم توزیع روشنایی مطلوب
- تعیین سیستم توزیع نور مستقیم
- تعیین سیستم توزیع غیر مستقیم
- تعیین سیستم توزیع نیمه مستقیم
- تعیین نوع لامپ
تعیین منبع نور مناسب با کار و کیفیت نور مورد نظر از مهمترین فاکتورهای طراحی سیستم‌های روشنایی مصنوعی است. در تعیین نوع لامپ عواملی از قبیل توان الکتریکی لامپ، ضریب بهره نوری لامپ و نوع کار در حال انجام دخیل است. به‌طور مثال لامپ‌های رشته ای(التهابی) با وجود توان الکتریکی بالا ورنگ دهی بسیار خوب موجب ایجاد حرارت بالا شده در حالیکه ضریب بهره نوری پایینی دارند ولی لامپ‌های فلورسنت بهره نوری بالاتر اما رنگ دهی پایینتری نسبت به نوع التهابی دارند. در مواردی که ارتفاع محل عامل محدودکننده‌ای باشد مثلآ نصب لامپ‌های فلورسنت در مرکز سلامت محیط وکار ارتفاع بالاتر از ۶ متر از سطح کار به دلیل پایین بودن توان نوری لامپ تأمین روشنایی مورد نیاز را با اشکال مواجه میسازد ولی برای این ارتفاع لامپ‌های با توان نوری بالا مانند لامپ‌های گازی فشار بالا مناسب می‌باشند.
تقسیم بندی لامپ ها
بطور کلی لامپها به دو دسته اصلی لامپ‌های رشته ای(فیلاماندار ) ولامپ‌های تخلیه در گاز دسته‌بندی می‌گردند. مهمترین مشخصات مد نظر در لامپها جهت بکارگیری آنها به شرح زیر است :
- توان نوری منابع
- ضریب بهره نوری لامپها
- رنگ دهی لامپها
- درخشندگی لامپها
- عمر لامپها
- طراحی روشنایی
با توجه به پیشرفت روز افزون جوامع بشری، استفاده از سیستم های نورپردازی که در کنار دقت بالا، کمترین هزینه اقتصادی و بالاترین صرفه جویی انرژی را داشته باشند، در اولویت بسیاری از کارشناسان در زمینه نورپردازی و روشنایی قرار گرفته است. در بسیاری از کشورهای پیشرفته، استفاده از نرم افزارهای نورپردازی، جزء جدایی ناپذیر طراحی ها وارد شده است. در کشور ما نیز، به تازگی این امر مورد توجه زیادی قرار گرفته است. از میان نرم افزارهای طراحی روشنایی، نرم افزار ِDialux از قدرت و انعطاف بسیار بالایی برخوردار است.
نرم افزار Dialux یکی از بهترین نرم افزارهای موجود در زمینه نورپردازی است که بر مبنای استاندارد DIN طراحی شده است که باعث می شود خروجی ها و نتایج نرم افزار بسیار دقیق و قابل اتکا باشد. امکان نورپردازی داخلی و خارجی، نور پردازی راه ها و معابر، نورپردازی اضطراری، امکان طراحی سه بعدی مکان ها و پارامترها به صورت دقیق، قابلیت ورود اطلاعات از نرم افزارهای Cad مانند AutoCad و ۳D Max، امکان افزودن محصولات برترین شرکت های داخلی و خارجی صنعت روشنایی و اطلاعات کامل آنها به نرم افزار، ارائه محل قرارگیری لامپ ها به همراه مختصات آنها، مشاهده دیاگرام نوری لامپ های قرار داده شده در طراحی، محاسبه توان مصرفی کل چراغ ها و در نتیجه برآورد هزینه برق مصرفی پیش از اجرای طرح و … از ویژگی های این نرم افزار است.
مهندسان روشنایی، طراحان و مجریان دکوراسیون می توانند به کمک این نرم افزار، قبل از پیاده سازی طرح به صورت عملی، نتیجه را به مشتری نشان دهند و بدون صرف هزینه های اضافی، تغییرات احتمالی را اعمال و نسبت به رفع عیوب اقدام کنند.
آموزش پیشنهادی: دوره اتوکد
برخی از اصطلاحات رایج در طراحی روشنایی ساختمان
تجهیزات الکتریکی
تجهیزات الکتریکی شامل وسایل، تجهیزات، لوازم، دستگاه‌ها و مصالحی هستند که برای تولید، انتقال، توزیع یا مصرف انرژی الکتریکی به کار می‌روند. مولدها، وسایل اندازه‌گیری، تجهیزات حفاظتی، لوازم سیم‌کشی و وسایل مصرف‌کننده انرژی الکتریکی نمونه‌هایی از این تجهیزات هستند.
تاسیسات الکتریکی
تاسیسات الکتریکی، مجموعه‌ای است از تجهیزات الکتریکی به هم پیوسته برای انجام هدف یا اهداف معین که دارای مشخصات هماهنگ و مرتبط باشند.
مدار (مدار الکتریکی)
مدار الکتریکی به مجموعه‌ای از تجهیزات الکتریکی در یک تاسیسات اطلاق می‌شود که از منبع واحدی تغذیه نموده و به کمک وسایل حفاظتی در برابر اضافه جریان‌ها حفاظت شده باشند.
توان مدار (وات)
کل توان مصرفی لامپها به علاوه‌ی راه‌اندازهای نصب شده در خط تغذیه، نشان‌دهنده توان مدار بوده و بر حسب وات بیان می‌شود.
همچنین بخوانید: طراحی سیستم ارتینگ
جریان مجاز
جریان مجاز، حداکثر جریانی است که بطور مداوم در شرایطی تعیین شده، بدون این که دمای وضعیت تعادل یک هادی از میزان معینی تجاوز نماید، می‌تواند از آن عبور کند.
شدت روشنایی (لوکس)
شدت روشنایی، میزان شار نوری است که بر واحد سطح می‌تابد. واحد آن لوکس و علامت اختصاری E است. یک لوکس برابر یک لومن بر متر مربع است. آن شدت روشنایی مورد نیاز برای هر فضای داخلی با توجه به نوع و ماهیت کاربری پیش‌بینی شده در فضا و یا دقت مورد نیاز برای آن کاربری، با مراجعه به جداول طبقه‌بندی میزان شدت نور مورد نیاز برای کابری‌‌های مختلف در استانداردها تعیین می‌شود.
شدت روشنایی افقی
شدت روشنایی افقی، میزان شار نوری است که بر واحد سطح افقی می‌تابد و در تامین روشنایی سطوح افقی نظیر میز کار و سطح زمین اهمیت پیدا می‌کند. واحد آن لوکس و علامت اختصاری آن Eh است.
شدت روشنایی عمودی
شدت روشنایی عمودی، میزان شار نوری است که بر واحد سطح عمودی می‌تابد و در تامین روشنایی سطوح عمودی نظیر تابلوهای نقاشی در موزه‌ها اهمیت پیدا می‌کند. واحد آن لوکس و علامت اختصاری آن Ev است.
دمای رنگ
عددی است که بیان‌کننده رنگ نور خروجی از منبع روشنایی بوده و بر حسب درجه کلوین بیان می‌شود. هر چه این عدد بیشتر باشد، رنگ نور به رنگ‌های سرد و سفید نزدیکتر است و هر چه این عدد کوچکتر باشد، رنگ به محدوده رنگ‌های گرم منتشر شده از منابع التهابی نزدیکتر است. وقتی گفته می‌شود دمای رنگ یک لامپ فلورسنت ۴۰۰۰ درجه کلوین است به این معنی است که اگر جسم سیاه را تا ۴۰۰۰ درجه کلوین گرم کنیم، نوری به رنگ لامپ فلورسنت منتشر می‌کند. دمای رنگ تولید شده توسط انواع لامپ‌های مورد استفاده در طراحی روشنایی فضاهای داخلی شده است.
بالاست
در لامپ‌های فلورسنت با توجه به نیاز لامپ به راه‌اندازی، از مدارهای بالاست استفاده می‌شود. بالاست لامپها در دو نوع مغناطیسی و الکترونیکی و با ساختارهای متفاوت عرضه می‌شوند. بالاست مغناطیسی از دو جزء چک (سلف مغناطیسی) و استارتر تشکیل شده‌اند. تولید ولتاژ بالای راه‌اندازی، محدود کردن جریان، فیلترینگ جریان تغذیه از پالس‌های سوزنی از وظایف بالاست مغناطیسی است. در مقابل بالاست الکترونیکی فاقد چک و استارتر بوده و اساس کار آن یکسوسازها و مبدل‌های فرکانس بالا است.
ارتفاع موثر نصب چراغ (ناحیه اتاق)
عبارتست از فاصله قائم چراغ‌های سیستم روشنایی تا بالای سطح کار. در محاسبه ارتفاع موثر نصب چراغ، مقادیر ارتفاع طبقه، فاصله سقف کاذب از سقف طبقه و ارتفاع سطح کار از کف طبقه باید مورد توجه قرار گیرد.
نسبت حداکثر فاصله چراغ‌ها به ارتفاع موثر
در طراحی سیستم‌های روشنایی داخلی به منظور اطمینان از یکنواختی نور در سطح مساحت فضا، حداکثر فاصله بین دو چراغ و همچنین حداکثر فاصله مرکز چراغ با دیوارهای جانبی با عددی در جداول مشخصات فنی چراغ‌ها تعیین می‌شود.
افت ولتاژ
کاهش ولتاژ در طول یک مدار تغذیه در اثر مقاومت اهمی و راکتانس سلفی تجهیزات را افت ولتاژ گویند. افت ولتاژ معمولاً بر حسب درصد بیان می‌شود. طراح باید انتخاب تجهیزات را طوری انجام دهد که میزان افت ولتاژ در محدوده‌ی مشخصی که توسط استاندارد تعیین می‌شود کنترل شود.
تجهیزات فرمان و کنترل روشنایی
سیستم فرمان و کنترل زمان عملکرد منابع روشنایی از مهمترین عناصر سیستم روشنایی بحساب می‌آید. سیستم فرمان مطلوب با عملکردی پایا و مطمئن، با کنترل صحیح و به موقع روشن/ خاموش منابع روشنایی به دنبال تامین اهداف سیستم روشنایی با حداقل مصرف انرژی است. همچنین یک سیستم فرمان مطلوب، ضمن تامین نیازهای روشنایی باید بتواند از مشکلات احتمالی بهره‌برداری بکاهد و امکان کاهش سطح روشنایی فضا بطور یکنواخت، روشن/ خاموش نگاه داشتن چراغ‌های محیط‌های مستقل را فراهم نماید. دارا بودن کلید کنترل به تعداد لازم و در محل مناسب، قابلیت امکان کاهش یکنواخت سطح روشنایی در فضا و تناسب نوع و مشخصات فنی کلیدها با جریان اسمی مدار تغذیه روشنایی از جمله مهمترین مواردی هستند که باید در مراحل طراحی روشنایی ساختمان و کنترل روشنایی مد نظر قرار گیرند.
راهکار طراحی روشنایی و نورپردازی
اگر از نور کامل و طبیعی خورشید که گستردگی و کیفیت آن قابل مقایسه با نورهای دیگر نیست صرف نظر کنیم، استفاده از نورهای مصنوعی و چراغ‌های روشنایی به نیازی ضروری و همیشگی تبدیل شده است. به خصوص نقش نورپردازی در معماری داخلی، بیرونی و شهری بسیار مهم و جذاب می‌نماید. ضرورت تامین روشنایی عمومی و اختصاصی و اهمیت نورپردازی در زندگی شهری امروزی موجب گردید شرکت پارس شهاب اقدام به ارائه خدمات مشاوره، طراحی و اجرا در زمینه روشنایی و نورپردازی توسط متخصصین مجرب نماید
.انتخاب روشنایی بر اساس استاندارد EN-12464-1 شدت های روشنایی اماکن مسکونی و عمومی در این استاندارد به قرار زیر است:
