ماذا تفعل هذه الحاسبة
تعتمد حاسبة متوسط شدة الإضاءة على طريقة اللومن المعتمدة في مجال هندسة الإضاءة لتقدير متوسط مستوى الإضاءة المحافَظ عليه (بوحدة اللوكس) الناتج عن مجموعة من وحدات الإنارة فوق مساحة أرضية معينة. وتُستخدم على نطاق واسع في تصميم الإضاءة للتحقق مما إذا كانت الغرفة تحقق مستويات الإضاءة الموصى بها — مثل 300 إلى 500 لوكس للمكاتب، و150 لوكس للممرات، و750 لوكس للأعمال الدقيقة.
طريقة الاستخدام
أدخل عدد وحدات الإنارة، والتدفق الضوئي المقنّن لكل وحدة باللومن، ومعامل الاستفادة (CU)، وعامل فقد الضوء (LLF)، ومساحة الغرفة بالمتر المربع. تعرض الحاسبة متوسط شدة الإضاءة باللوكس إلى جانب إجمالي اللومن والكمية الفعّالة منه التي تصل إلى مستوى العمل.
شرح المعادلة
المعادلة هي $$E = \frac{\text{Fixtures} \times \text{Lumens} \times \text{CU} \times \text{LLF}}{\text{Area (m}^2\text{)}}$$ حيث:
N هو عدد وحدات الإنارة. اللومن هو التدفق الضوئي المقنّن لكل وحدة. أما CU (معامل الاستفادة، بين 0 و1) فيعبّر عن مقدار الضوء الذي يصل فعليًا إلى مستوى العمل بناءً على هندسة الغرفة ومعاملات انعكاس الأسطح. وLLF (عامل فقد الضوء، بين 0 و1) يأخذ في الحسبان تدهور التدفق الضوئي للمصابيح وتراكم الغبار مع مرور الوقت. والمساحة هي السطح المضاء بالمتر المربع. والنتيجة تكون باللوكس، حيث إن \(1\) لوكس \(= 1\) لومن لكل متر مربع.
مثال تطبيقي
لنفترض أن لدينا غرفة فيها 10 وحدات إنارة، كل منها بقدرة 3,000 لومن، ومعامل الاستفادة CU = 0.6، وعامل فقد الضوء LLF = 0.8، فوق أرضية مساحتها 50 م². إجمالي اللومن \(= 10 \times 3{,}000 = 30{,}000\) لومن. اللومن الفعّال \(= 30{,}000 \times 0.6 \times 0.8 = 14{,}400\) لومن. ومتوسط شدة الإضاءة $$= \frac{14{,}400}{50} = \mathbf{288}\ \textbf{لوكس}$$
مستويات الإضاءة الموصى بها حسب المساحة
يوضح الجدول أدناه مستويات الإضاءة المحفوظة النموذجية (متوسط لوكس الذي يجب أن يكون موجوداً في نهاية دورة الصيانة، قبل التنظيف أو استبدال المصابيح مباشرة). يتم استخلاص القيم من المعيار الأوروبي EN 12464-1 (إضاءة أماكن العمل الداخلية) وتوصيات IESNA لأمريكا الشمالية. استخدم هذه كأهداف تصميم لطريقة لومن.
| المساحة / المهمة | الإضاءة المحفوظة (لوكس) | ملاحظات |
|---|---|---|
| الممرات، مناطق التنقل | 100–150 | مناطق انتقالية، طلب مهام منخفض |
| السلالم، السلالم المتحركة | 100–150 | انتظام أعلى عند تغيير المستويات |
| تخزين المستودع (نشاط منخفض) | 100–200 | أعلى إذا كانت مأهولة بالسكان بشكل مستمر |
| الفنادق، الردهات، الكافتيريات | 200 | إضاءة المرافق العامة |
| المكاتب العامة، الفصول الدراسية | 300–500 | EN 12464-1: 500 لوكس على سطح العمل |
| القراءة، الكتابة، عمل الكمبيوتر | 500 | مستوى مهمة المكتب القياسي |
| أرضية البيع بالتجزئة | 300–500 | تضيف إضاءة اللكنة التسليط المحلي |
| مكاتب الرسم، الرسم التقني | 750 | التفاصيل الدقيقة والتباين |
| المهام التفصيلية / الدقيقة | 750–1000 | الفحص والتجميع الدقيق والإلكترونيات |
| العمل الدقيق جداً (المجوهرات، تحضير الجراحة) | 1000–2000+ | غالباً ما يتم تكميله بإضاءة مهمة محلية |
تحدد المعايير القيمة على سطح المهمة ذي الصلة (عادة 0.75 متر فوق الأرضية للعمل الجالس). عندما تستهدف، على سبيل المثال، 500 لوكس في مكتب، فإن متوسط طريقة لومن الذي تحسبه يجب أن يلبي أو يتجاوز قليلاً هذا الرقم للسماح بانخفاض القيمة نحو المستوى المحفوظ بمرور الوقت.
قيم CU و LLF النموذجية
معادلة طريقة لومن \(E = \dfrac{N \times \Phi \times CU \times LLF}{A}\) تعتمد على عاملي تصحيح. **معامل الاستخدام (CU)** هو جزء من لومن المصباح العاري الذي يصل بالفعل إلى سطح العمل؛ يرتفع مع الغرف الأكبر والأكثر تناسباً والسطوح العاكسة الأكثر إضاءة. **عامل فقدان الضوء (LLF)** يأخذ في الاعتبار انخفاض إنتاج لومن تحت القيم الأولية على مدار دورة الصيانة.
قيم CU النموذجية
| نسبة الغرفة | الانعكاسات السطحية (السقف / الجدار) | CU النموذجي |
|---|---|---|
| غرفة صغيرة / ضيقة | منخفضة (50% / 30%) | 0.35–0.45 |
| غرفة متوسطة | متوسطة (70% / 50%) | 0.50–0.65 |
| غرفة كبيرة / متناسبة جيداً | عالية (80% / 50%) | 0.65–0.80 |
الغرف الأطول والأضيق تفقد المزيد من الضوء للجدران وتحتوي على CU أقل؛ الغرف الواسعة والمنخفضة ذات الألوان الفاتحة تقترب من القيم العليا. يقوم المصنعون بنشر جداول CU مفهرسة حسب نسبة تجويف الغرفة والانعكاسات لكل مصباح.
مكونات LLF النموذجية
إجمالي LLF هو حاصل ضرب مكوناته القابلة للاسترجاع وغير القابلة للاسترجاع، والأهم منها انخفاض لومن المصباح (LLD) وانخفاض اتساخ مصدر الإضاءة (LDD):
| البيئة | LLD (انخفاض المصباح) | LDD (انخفاض الاتساخ) | LLF المدمج |
|---|---|---|---|
| نظيف (المكاتب، غرف نظيفة) | 0.90–0.95 | 0.90–0.95 | 0.80–0.90 |
| عادي (المدارس، المتاجر، الصناعة الخفيفة) | 0.85–0.90 | 0.80–0.85 | 0.70–0.80 |
| متسخ (الورش، الأفران، المتاجر الغبارة) | 0.80–0.85 | 0.65–0.75 | 0.55–0.65 |
مصابيح LED الحديثة تتدهور بببطء، لذا فإن LLF بقيمة 0.80 هو افتراضي شائع للمساحات الداخلية النظيفة؛ استخدم قيمة أقل حيث يكون التنظيف نادراً أو الجو غبارياً.
الأسئلة الشائعة
ما القيمة النموذجية لمعامل الاستفادة CU؟ يتراوح معامل الاستفادة تقريبًا بين 0.4 (للغرف المعتمة أو ذات التجاويف العميقة) و0.8 (للغرف المضيئة جيدة التناسب). وتنشر الشركات المصنّعة جداول معامل الاستفادة لكل وحدة إنارة.
ما عامل فقد الضوء LLF الذي ينبغي استخدامه؟ القيمة الشائعة كنقطة بداية تتراوح بين 0.7 و0.85، وهي تجمع بين تدهور المصباح وتراكم الغبار؛ أما البيئات النظيفة فتستخدم قيمًا أعلى.
هل تعطي النتيجة بوحدة الفوت كاندل؟ لا — النتيجة تكون باللوكس. ولتحويلها إلى فوت كاندل، اقسم قيمة اللوكس على 10.764.
