2. Uvod
Svjetlosni izvor je tijelo koje zrači (emituje) svjetlost. Tijelo zrači
svjetlost kada se zagrijava do dovoljno visoke temperature. Što se tijelo
više zagrijava ono svijetli jače, a boja svjetlosti se mijenja. Znači, tijela
koja svijetle zbog zagrijavanja zovu se termički ili toplotni izvori.
U prirodi postoje tjela koja svjetle mada nisu zagrijana, i zovu se
luminescentni izvori. U ove izvore ubrajaju se fluorescentne
reklame, lampe itd.
Da bi se opisao svjetlosni izvor uvode se svjetlosne veličine kao što su
svjetlosni fluks, jačina svjetlosnog izvora, osvijetljenost,
osvjetljaj, sjaj, koeficijent transmisije, refleksije i apsorpcije.
3. Osnovni pojmovi
Svjetlosni fluks se definiše kao fluks zračenja koji izaziva vizuelni
osjećaj. Znači, svjetlosni fluks predstavlja snagu zračenja koju
emitira izvor svjetlosti u svim smjerovima. U uskom intervalu
∆λ oko talasne dužine λ svjetlosni fluks ∆Фv se definiše kao proizvod
funkcije vidljivosti i energetskog fluksa zračenja ∆Фe, pa je:
∆Фv=V(λ)∙∆Фe
Ako se ukupni fluks zračenja izvora označi sa Фe a ukupni svjetlosni
fluks sa Фv onda se može definisati svjetlosna efikasnost izvora K
kao odnos svjetlosnog fluksa i energetskog fluksa zračenja:
K=Фv/Фe
Svjetlosni fluks predstavlja snagu zračenja koju emitira izvor u svim
smjerovima. Jedinica za svjetlosni fluks je lumen (lm):
1(lm)=1(cd)∙1(sr)
3
4. Osnovni pojmovi
Jačina svjetlosti ili svjetlosni intenzitet I je
brojno jednaka svjetlosnom fluksu koji je emitovan
u jedinični prostorni ugao:
I=∆Фv/∆ω
Jedinica za jačinu svjetlosti je 1. kandela (1 cd) ili 1.
svijeća. Ova jedinica spada medju osnovne jedinice
u sistemu SI. 1 cd se definiše kao jačina svjetlosti u
datom pravcu, iz izvora koji emituje
monohromatsko zračenje frekvencije 5.4·1014 Hz, a
ima u tom pravcu energetsku jačinu od 1/683
W/sr.
Jačina svjetlosti može se predstaviti vektorom.
Spajanjem svih vrhova vektora, u jednoj ravnini
izvora svjetlosti dobija se krivulja distribucije
jačine svjetlosti – fotometrijska krivulja.
4
5. Osnovni pojmovi
Osvjetljenost je mjera za količinu svjetlosnog
fluksa koja pada na odredjenu površinu. Jedinica
za osvjetljenost je lux i to je izvedena jedinica u SI
sistemu. Inače se lux definiše kao osvjetljenost 1.
kvadratnog metra na koju pada ravnomjerno
rasporedjen svjetlosni fluks od 1(lm). Radi se isključivo
o računskoj veličini koju ljudsko oko ne registruje.
5
Osvjetljenost je jednaka:
E =Ev= dФ/dS, ili E=Ф/S.
Isto tako, može se koristiti (zbog odnosa Ω=S/r2 i Ф=I x Ω ), i izraz
E=I/r2. Ovaj izraz vrijedi ako svjetlost pada okomito na površinu koja se
osvjetljava, a ako pada pod uglom α, potrebno je izraz pomnožiti sa
cosα.
6. Osnovni pojmovi
Razlikuju se dvije vrste osvjetljenosti: osvjetljenost površine i
osvjetljenost u tački.
6
Osvjetljenost površine je omjer svjetlosnog fluksa
izvora svjetlosti koji pada okomito na zadanu
površinu i zadane površine. U slučaju da svjetlosni
fluks pada na zadanu površinu pod uglom α,
osvjetljenost je manja i iznosi:
E’=Ф’/A = Ф cosα/A = E cos α.
Osvjetljenost tačke neke površine je omjer jačine
izvora svjetlosti koja pada okomito na tu točku i
kvadrata udaljenosti, i iznosi E = I/r2. U slučaju da
svjetlosni fluks pada na tačku pod uglom γ,
osvjetljenost u toj tački dobivamo kao rezultantu
horizontalne i vertikalne rasvijetljenosti: Eh i Ev.
Eh = E cos γ ; Ev = E sin γ
7. Osnovni pojmovi
U sljedećoj tabeli su date osnovne relacije za osvjetljenost
(horizontalna i vertikalna):
U tabeli je Iγ- svjetlosna jačina u pravcu svjetiljka-posmatrana tačka, h-rastojanje izmedju svjetiljke i
radne ravni, γ-ugao izmedju posmatranog pravca i normale na ravan.
Srednja vrijednost osvjetljenosti neke površine izračunava se kao
srednja vrijednost osvjetljenosti određenog broja točaka te površine,
tako da vrijedi:
7
Osvjetljenost Osvjetljenost preko r Osvjetljenost preko h
E 2
r
I
E
2
2
cos
h
I
E
h
E
cos
2
r
I
Eh
3
2
cos
h
I
Eh
γ
v
E
tg
E
r
I
E h
v
sin
2
tg
E
h
I
E h
v
sin
cos2
2
N
i
i
m
N
E
E
1
8. Osnovni pojmovi
Nivo osvjetljenosti, prema DIN 5035, Part 2, za pojedine prilike je
kako slijedi:
8
otvoreni kancelarijski prostor, kontrola boja, kontrola
roba,proizvodnja nakita, šemiranje el. opreme 1 000 lx
otvoreni kancelarijski prostor, tehničko crtanje,
obrada metala, kontrola uopće, kontrola grašaka 750 lx
kancelarije za obradu podataka, obrada stakla,
sastavljanje malih motora,rad na strojevima za
obradu drveta
500 lx
stolovi pored prozora, sale za sastanke, prodajni
prostori, poluprecizno sastavljanje 300 lx
skladišta, ostave, grubo sastavljanje,metalne
konstrukcije, pomoćni prostori , hodnici itd. 200 lx
skladišta, svlačionice, sanitarije, stepeništa, liftovi,
rampe za utovar, proizvodnja sa povremenom ručnom
intervencijom
100 lx
9. Osnovni pojmovi
Luminancija (L) je sjajnost osvjetljene (rasvjetljene) ili svjetleće
površine kako je vidi ljudsko oko. Mjeri se u kandelama po površini
(cd/m2). Oko posebno dobro vidi razliku izmedju luminancija.
Luminancija je fotometrijska velečina koju ljudsko oko može direktno
vidjeti.
L=I/S (cd/m2)
9
10. Osnovni pojmovi
Luminancija opisuje fiziološki učinak svjetlosti na oko, te predstavlja
najvažniji čimbenik projektiranja javne rasvjete. Kod difuznih
refleksivnih površina (faktor refleksije jednak u svim smjerovima),
kakve se uglavnom nalaze kod unutarnjih prostora, moguće je
jednostavno povezati luminanciju i osvjetljenost sljedećim izrazom:
10
E
L
Ovisnost luminancije o površini
Budući da je luminanciju u tom
slučaju jednostavno izračunati
putem osvjetljenosti, onda se
vrijednosti za unutarnju rasvjetu
uvijek daju u lx (osvjetljenost).
11. Osnovni pojmovi
Svjetlost se vrednuje na dva načina: fizikalnim veličinama i
svjetlotehničkim veličinama.
Fizikalnim se veličinam svjetlost opisuje u onom dijelu gdje se ona
posmatra energetski kao elektromagnetski talas ili kao energetska
čestica.
Svjetlotehničke odnosno fotometrijske veličine vrednuju svjetlost
na osnovi efekta osjetila i ograničene su samo na spektar zračenja 380
do 780 nm.
Ako se radi o fizikalnim veličinama onda se dodaje indeks e a ako se radi
o fotometrijskim veličinama dodaje se indeks v. Ako se odnose samo na
određenu valnu duljinu dodaje se još oznaka λ.
11
12. Izvori svjetlosti - podjela
12
Izvore svjetlosti prvenstveno dijelimo prema načinu generiranja
svjetlosti – principom termičkog zračenja (žarulje sa žarnom niti) i
principom luminiscencije (žarulje na izboj).
13. Klasifikacija izvora svjetlosti prema energetskoj
efikasnosti
13
Najštedljiviji izvori svjetlosti imaju oznaku A+/A++, a najrastrošniji
imaju oznake E, F i G.
14. Klasifikacija izvora svjetlosti prema energetskoj
efikasnosti
14
U zemljama EU zabranjena je upotreba neefikasnih izvora svjetlosti
15. Svjetiljke
15
Svjetiljke su naprave koje treba da ispune veći broj zahtjeva, od kojih
su najvažniji:
1. Nošenje i pogon izvora svjetlosi
2. Postizanje željene raspodjele svjetlosnog fluksa koji emituju izvori
svjetlosti
3. Smanjenje sjajnosti izvora svjetlosti
4. Zaštita izvora svjetlosti i dodatne opreme
5. Održavanje radne temperature izvora svjetlosti u predviđenim
granicama
6. Jednostavna montaža i održavanje
7. Dovoljno visok stepen iskorištenosti
8. Prijatan estetski izgled i mogućnost uklapanja u arhitekturu
okoline
16. Zahtjevi pri projektovanju rasvjete
Prilikom projektiranja rasvjete treba voditi računa o sljedećem:
Namjena prostora određuje jakost i tip rasvjete
Geometrija prostora određuje izvedbu (način ugradnje)
Specifični zahtjevi
Nivo osvjetljenosti (Em)
Kod odredjivanja mjesta svjetiljke treba voditi računa o ograničenju blještanja.
Neodgovarajuća pozicija može dovesti do direktnog ili indirektnog blještanja
što smeta prilikom gledanja.
16
17. Svjetlotehnički proračuni
17
Za proračun osvjetljenosti postoje sljedeće metode:
Metoda iskoristivosti (lumen metoda)
Proračun osvjetljenosti u tački (metoda tačke)
Metoda razmaka između reflektora
Metoda iskoristivosti je jednostavna i dovoljno dobra za proračun
rasvjete jednostavnijih unutrašnjih prostora.
Ovom metodom proračunava se prosječna osvjetljenost nekog
prostora, odnosno moguće je za definisani nivo osvjetljenosti
proračunati potreban broj i tip svjetiljki. Metoda polazi od osnovne
predpostavke da je prosječna osvjetljenost radne površine jednaka:
E=(ukupan svj.fluks na radnoj površini)/(površina radne plohe)
18. Svjetlotehnički proračuni
18
Pri tome treba voditi računa o prostornom stepenu iskorištenja.
Stepen iskorištenja prostora ηR definiše odnos izmedju svjetlosnog
fluksa svjetiljke i svjetlosnog fluksa koji pada na radnu plohu:
ηR=f(k,ρ)
gdje je k faktor prostora i iznosi k = (a*b)/ h(a+b) gdje je h=H-
0.85 korisna udaljenost radne plohe od plafona.
Stepen iskorištenja prostora zavisi od sistema osvjetljenja, stepena
iskorištenja odabrane svjetiljke, koeficijenta refleksije tavanice i zidova
i indeksa prostorije (kreće se izmedju 0.15-0.8).
Prosječna ovjetljenost radne plohe je:
E=(ns·ni·Ф0·ηL·ηR·f)/a*b
gdje je ns-broj svjetiljki, ni-broj izvora svjetlosti u svjetiljci,ηL-
pogonska iskoristivost svjetiljke, ηR-faktor iskoristivosti prostora, f-
faktor održavanja, a,b-dimenzije prostora, i Ф0-svjetlosni fluks jedne
sijalice.
19. Svjetlotehnički proračuni
19
Metoda tačke daje potpune i pecizne rezultate osvjetljenosti i koristi
se za proračun osvjetljenosti u proizvoljnoj tački. Osvjetljenost na
svakoj plohi ima vertikalnu i horizontalnu komponentu. Horizontalna
komponenta se mnogo češće koristi. U proračunu unutrašnje rasvjete
računa se direktna i indirektna komponenta rasvjete kao i uticaj
namještaja na refleksiju svjetla. Ako je odnos udaljenosti tačke P i
najveće dimenzije svjetiljke veći od 5. svjetiljka se aproksimira
tačkastim izvorom svjetla.
Horizontalna osvjetljenost tačke ; Vertikalna osvjetljenost tačke
20. Svjetlotehnički proračuni
20
Ukupna osvjetljenost neke tačke dobija se sabiranjem doprinosa svih
izvora kao i refleksija.
Kada se svjetiljka ne može aproksimirati tačkastim izvorom svjetla
(fluorescentne svjetiljke) osvjetljenost u tački se dobija integracijom.
Pri tome je vrijednost Iγ uvijek dostupna iz fotometrijskih
karakteristika svjetiljke.
Horizontalna osvjetljenost tačke ; Vertikalna osvjetljenost tačke
21. Svjetlotehnički proračuni
21
Metoda razmaka između reflektora se obično koristi u slučajevima
kada je pomoću niza reflektora potrebno osvjetliti duguljasti objekat.
Ona se zasniva na poznavanju ugla zračenja reflektora. Ova metoda
polazi od pretpostavke da će površina objekta biti ravnomjerno
osvjetljena ako se „svjetlosne mrlje“ susjednih reflektora međusobno
dodiruju. Na ovaj način se praktično određuje maksimalni razmak
između susjednih reflektora, pri kojem se još uvijek ima dobra
ravnomjernost osvjetljenosti površine koja se osvjetljava.
22. Projektiranje unutrašnje rasvjete
Kod projektovanja unutrašnje rasvjete najvažniji je proračun nivoa
osvjetljenosti. Vodeći računa o osnovnim uslovima kod projektovanja
sistema rasvjete, projektant mora proračunati koliko svjetiljki i sa kojim
izvorima svjetlosti treba računati da bi se postigao odredjeni nivo
osvjetljenosti.
Osnovni sistemi unutrašnje rasvjete su:
opća rasvjeta
zonska opća rasvjeta,
lokalna rasvjeta i
nužna rasvjeta.
22
23. Projektiranje unutrašnje rasvjete
OPĆA RASVJETA
U svim prostorima se projektuje opća rasvjeta prema IEC propisima
odnosno prema odgovarajućem BAS standardu. Tip i proizvođača
enterijerske rasvjete odabira arhitekta ili investitor, po dogovoru. U tom
slučaju moraju se zadovoljiti tehnološki uslovi i potreba za kvalitetnijom
rasvjetom.
Sistem opće rasvjete se prepoznaje po ravnomjernom rasporedu
svjetiljki na cijeloj tavanici, realizovanom u cilju postizanja približno
jednakih vidnih uslova na svim dijelovima radne ravni. U radnim
prostorijama se ovaj sistem rasvjete po pravilu primjenjuje onda kada
položaji radnih mjesta nisu unaprijed poznati, ili se tokom vremena
mijenjaju. Sistem opće rasvjete se obično izvodi primjenom standardnog
rasporeda sijalica.
23
24. Projektiranje unutrašnje rasvjete
ZONSKA OPĆA RASVJETA
Ova rasvjeta se primjenjuje u prostorima gdje se u različitim dijelovima
(zonama) obavljaju djelatnosti sa bitno različitim vidnim zahtjevima.
Primjer takvih prostorija su velike industrijske hale, koje su
funkcionalno (ne i fizički) podjeljene na veći broj cjelina (prostor za
skladištenje sirovina, prostor za njihovu grubu obradu i dobijanje
polufabrikata, prostor za dobijanje finalnih proizvoda, prostor za
kontrolu kvaliteta, itd.).
Ovaj sistem rasvjete se izvodi tako što se u svakoj od ovih zona primjeni
sistem opće rasvjete. Pri tome, u cijeloj prostoriji (u svim njenim
zonama) treba primjeniti izvore svjetlosti koji, prema boji, pripadaju
istoj grupi. Također, preporučuje se da i odnos nivoa osvjetljenosti
najbolje i najslabije osvjetljene zone ne bude veći od 3:1
24
25. Projektiranje unutrašnje rasvjete
LOKALNA RASVJETA
Ovaj sistem rasvjete se ne izvodi samostalno, nego predstavlja
dodatnu rasvjetu radnih mjesta. Pri tome, osnovno osvjetljenje
je opća ili zonska rasvjeta.
Lokalna rasvjeta se izvodi primjenom svjetiljki za direktnu
rasvjetu, koja osvjetljavaju mali dio radne površine. Ono
predstavlja najekonomičniji način rasvjete visokog nivoa na
pojedinim radnim mjestima. Pri tome se mora voditi računa o
eliminiranju blještanja, i to kako za osobe koje rade na takvim
radnim mjestima, tako i za osobe koje rade u njihovom
okruženju. Da bi se izbjegle velike razlike sjajnosti, nivo
osvjetljenosti koje stvara opća, odnosno lokalna rasvjeta, treba
da iznosi bare 20% najvećeg nivoa osvjetljenosti koji proizvodi
lokalna rasvjeta.
Lokalna rasvjeta se primjenjuje:
Ako se radi o veoma teškim vidnim zadacima
Ako svjetlost mora da dolazi iz određenog pravca
Ako je smanjen utjecaj opće rasvjete
Ako se radi o radnim mjestima sa starijim osobama,
odnosno osobama sa smanjenim vidnim sposobnostima.
25
26. Projektiranje unutrašnje rasvjete
NUŽNA RASVJETA
Nužna rasvjeta se može definirati kao
rasvjeta koja treba da se uključi u slučaju
ispada ili redukcije mrežnog napona, čija
je posljedica prestanak rada normalne
rasvjete u prostoriji.
Postoje tri oblika nužne rasvjete:
protivpanična, bezbjedonosna i pomoćna.
Prema vrsti napajanja, svjetiljke za
sigurnosno osvjetljenje djele se na
svjetiljke sa lokalnim i svjetiljke sa
centralnim napajanjem.
26
27. Rasvjeta industrijskih pogona
Rasvjeta industrijskih pogona (skraćeno: industrijska rasvjeta) pokriva
ekstremno širok opseg različitih radnih prostora (radionica i fabričkih hala)
i najraznovrsnijih vidnih zadataka.
Projektiranje industrijske rasvjete počinje detaljnim upoznavanjem sa zahtjevima
tehnološkog procesa, koji definišu najveći broj faktora kvaliteta koje rasvjeta treba
da ispuni. Tako oni određuju nivo i ravnomjernost osjetljivosti, potrebu za
postizanjem kontrasta (bitnih kod očitavanja mjera, kontrole tkanina,
raspoznavanja sitnih detalja predmeta, itd.), potreban stepen ograničenja direktnog
blještanja, potrebu za eleiminisanjem reflektovanog blještanja, potrebnu boju i
stepen reprodukcije boje izvora svjetlosti (od posebnog značaja u tekstilnoj
industriji), itd.
Projektant rasvjete treba da raspolaže i informacijama o visini prostorije i
tipu tavanice, odnosno krovne konstrukcije, jer one mogu značajno da utiču
na izbor tipa izvora svjetlosti i svjetiljke, kao i na izbor načina montaže
svjetiljke. Pri tome, sve radionice i fabričke hale mogu se, prema visini,
svrstati u četiri kategorije.
27
28. Rasvjeta industrijskih pogona
Prvoj kategoriji pripadaju prostorije čija je visina 2,5-3 m. One, se po
pravilu, sreću u višespratnicama u kojima se odvijaju djelatnosti neke od
grana lahke industrije. Po izgledu su slične kancelarijskim prostorijama
(obično imaju tavanice bijele boje, koje služe kao dodatni površinski izvor
svjetlosti). S obzirom na male visine prostorije, kao izvori svejtlosti se po
pravilu koriste fluo cijevi ili kompaktni fluo izvori, fluo cijevi su pogodne ne
samo zbog velike svjetlosne iskoristivosti i dugog vijeka trajanja, nego i
zbog široke mogućnosti izbora boje svjetlosti. Svjetiljke se obično montiraju
u ili na plafon (ugradne ili nadgradne sijalice). Na taj način se povećava
ravnomjernost osvjetljenosti i smanjuje direktno blještanje.
U prostorijama sa značajnim prodorom dnevne svjetlosti, preporučuje se da se
izvori svjetlosti postave u nizove paralelne prozorima. Pri tome je povoljnije da
ovi nizovi budu normalni na radne stolove ili mašine, odnosno paralelni sa glavnim
smjerom posmatranja. Pošto prozorska okna predstavljaju površine sa veoma
niskim faktorom refleksije (reda 0,1), preporučuje se da rastojanje između
najbližeg niza svjetlosnih izvora i zida sa prozorima iznosi 0,5 - 0,8 m, odnosno
da bude manje od onog koje je određeno standardnim rasporedom sijalica.
28
29. Rasvjeta industrijskih pogona
U drugu kategoriju spadaju prostorije čija je visina 3 -4 m. Prilikom
projektovanja rasvjete ovakvih prostorija, mogu se koristiti sve upute koje
važe za prostorije prve kategorije. Jedina razlika je što izvori svjetlosti sa
fluo cijevima ne moraju biti montirane na tavanici.
Treća kategorija obuhvata prostorije čija je visina 4 – 7 m. U opsegu
visina 4 -5 m primjenjuju se svjetiljke sa fluo cijevima, dok je u opsegu
visina 5 – 7 m moguće primjeniti kako fluo cijevima, tako i svjetiljke sa
živinim i natrijumovim izvorima visokog pritiska. Koje će se rješenje
primjeniti, prije svega zavisi od tehnološkog procesa.
29
Industrijski objekat treće
kategorije: sa ravnim krovom
(a) i sa šed krovom (b)
30. Rasvjeta industrijskih pogona
U četvrtu kategoriju spadaju prostorije čija je visina veća od 7 m. Ovakvi
objekti se po pravilu osvjetljavaju pomoću metal – halogenih ili
natrijumovih izvora visokog pritiska, čiji veliki svjetlosni fluksevi
omogućavaju postizanje željenog nivoa osvjetljenosti primjenom relativno
malog broja svjetlosnih izvora.
30
Oni se najčešće izvode pomoću
osnosimetričnih svjetiljki sa
sjajnim reflektorom, pri čemu
se snaga izvora svjetlosti kreće
između 250 – 1000 W
