تاریخچه روشنایی در ایران
•نور با خورشید معنا گرفت و تولید آن از آتش آغاز شد. آتش علاوه بر گرما و پخت غذا، روشنایی را برای بشر به ارمغان آورد. به طور معمول، خانه های تاریخی از طریق پنجره های بزرگ و زاویه ساختمان نسبت به نور طبیعی روشنایی می‌گرفتند.. مشعل وسیله‌ای شد برای نورپردازی مکان‌های تاریک؛ مشعل‌هایی که با چربی حیوانی و روغن گیاهی می سوختند.
در ادامه شمع و چراغ شیشه ای و سفالی وارد زندگی اجداد ما شد. شمع هایی که در ابتدا از موم بودند و بعدها از پارافین تولید شدند.
سیر تحول در روشنایی
•توماس ادیسون مخترع آمریکایی بود که اولین لامپ الکتریکی در دنیا را روشن کرد. ادیسون، لامپ را با استفاده از این اصل اختراع کرد: با عبور جریان برق از سیم ها، نور و گرما تولید می شود. به عبارتی لامپ، انرژی الکتریکی ورودی را به انرژی گرمایی و نور تبدیل می کند.
•در ابتدا، ادیسون از رشته بامبوی سوزانده شده برای لامپ الکتریکی خود استفاده کرد. پس از آزمایشات متعدد، در سال ۱۹۰۶ میلادی، ادیسون از رشته تنگستن برای بهبود کیفیت لامپ رشته ای استفاده کرد و هنوز هم این نوع از لامپ های رشته ای مورد استفاده قرار می گیرند.
•اولین كارخانه لامپ سازی ايران در سال ۱۳۴۳ و با ظرفیت تولید ۸ میلیون لامپ معمولی و ۳ میلیون لامپ فلورسنت در شهر صنعتی قزوین برقرار شد.
•در سال‌های اخیر، ورود منابع نوری ال ای دی LED، انقلاب دیگری در صنایع روشنایی به‌وجود آورد.
آشنایی با مفاهیم نوری
وات : به واحد اندازه گیری مصرف یا تولید انرژی در وسایل برقی نظیر لامپ ها وات گفته می شود و یک وات برابر با مصرف یک ژول انرژی در هر ثانیه است. بدین صورت که هر چه میزان وات لامپ بیشتر باشد، به طبع آن مصرف انرژی (برق) بيشتري دارد.
کاندلا : واحد شدت نور کاندلا می باشد. شدت نور همان نیروی تابیده شده از سمت یک منبع نور در جهت معینی است .
لومن : میزان روشنایی (شار نوری) لامپ را اندازه گیری می کند.
لوکس : میزان نور تابیده شده به سطح یا میزان روشنایی سطح است. واحد آن باlx است. و از تقسیم میزان لومن به سطح به لوکس می رسیم. به طور مثال اگر دیوارها و مبلماني به رنگ تیره دارید یا اگر از وسایل روشنایی با سایه استفاده می کنید، تقریباً به 10 لومن اضافی در هر فوت مربع نیاز دارید.
دمای رنگ(کلوین) : دمای رنگ بر اساس رنگی که از جسمی سیاه در دمای معیین تابیده می شود بیان می شود و بر حسب درجه کلوین است. دمای رنگي که از 4000 درجه کلوین بیشتر باشد به عنوان نور سرد و دمای رنگی که از 3000 درجه کلوین پایین تر باشد به عنوان نور گرم تعریف می شود.
نورسنج (لوکس متر) : وسیله ای است جهت اندازه گیری نور در محیط ،که در عکاسی،طراحی صحنه،گروه مهندسی،گلخانه ها و… كاربرد دارد.
شاخص نمود رنگ : CRIیکی از مهم ترین پارامترها در هر منبع نوری به شمار می آید. به این معنی است که یک منبع نور مصنوعی، چه میزان رنگ ها را مطابق با رنگ واقعی نشان می دهد.
نحوه محاسبه روشنایی :
مقدار لومن مورد نیاز = مساحت سطح هدف برای تامین روشنایی * میزان روشنایی مورد نیاز بر حسب لوکس (که در جدول استاندارد موجود است)
تعداد لامپ مورد نیاز = مقدار لومن مورد نیاز تقسیم بر لومن درج شده بر روی جعبه محصولات روشنایی
بررسي انواع نورپردازي:
(۱نورپردازی عمومی : به عنوان روشنایی محیط شناخته می شود به وسیله لوستر ها یا روشنایی های روی دیوار یا سقف به طور کلی فضا را روشن می کند.
(۲نور پردازی متمرکز : برای کار های خاصی مانند مطالعه یا خیاطی … است که این نوع نور پردازی باید به اندازه کافی باشد و از خستگی چشم جلوگیری کند و در عین حال بدون سایه باشد که به وسیله ترک لایت یا آویز ها و یا چراغ های پرتابل تأمین می شود
(۳نور پردازی اکسنت (تأکیدی) : این نوع از نور پردازی ویژگی خاصی را در فضا و طراحی برجسته میکند که معمولا برای برجسته نشان دادن بافت دیوار یا یک اثر هنری یا گیاه و مجسمه استفاده می شود. که به سه برابر نور بیشتر نسبت به نور عمومی احتیاج دارند که توسط ترک لایت یا لامپ های فرورفته دیواری تأمین می شود
نکات نورپردازی :
در انتخاب روش روشنایی به موقعیت پنجره ها توجه کنید مثلا قسمت شمال ساختمان نیاز به نور مصنوعی بیشتری دارد
در قسمت ورودی به جای لامپ های پر مصرف رشته ای ، از CFL (لامپ كم مصرف) استفاده شود
به جای استفاده از یک منبع نوری ، از چند نوع منبع نوری رومیزی و … استفاده شود که مکمل طرح های رنگی شود.
دسته بندی وسایل روشنایی :
چراغ های خطی سقف
لوستر
آویز های سقف
دیوار کوب
چراغ رومیزی
دسته بندی انواع لامپ ها
۱– لامپ رشته‌ای
لامپ رشته‌ای Incandescent Bulbs همان لامپ‌های معمولی و سنتی هستند که در ساختار آنها از رشته تنگستن استفاده می‌شود و اختراع آن در سال 1910 توسط WILLIAM DAVID COOLDIGE صورت پذيرفته است.رشته تنگستن موجود در حباب لامپ‌های رشته‌ای در محیط خلأ یا با گاز نیتروژن احاطه شده است. عملکرد لامپ‌های رشته‌ای به این شکل است که عبور جریان ناگهانی باعث گرم شدن و سوختن رشته تنگستن می‌شود. این لامپ‌ها به طور متوسط بین 700 تا 1000 ساعت عمر مفید دارند و یکی از معایب آنها اتلاف انرژی زیاد است.
۲– لامپ فلورسنت
توسط مایکل فارادی و توماس ادیسون تا پایان 1920 کشف شد.
لامپ فلورسنت Fluorescent Lampsبیشتر با نام لامپ مهتابی شناخته می‌شود، ساختار پیچیده‌تری نسبت به لامپ‌ها رشته‌ای دارند در این لامپ‌ها در فاصله بین کاتدها، یک لوله فلورسنت قرار دارد. درون این لوله توسط جیوه و برخی گازهای دیگر پر شده است که عبور جریان الکتریسیته از آنها سبب تولید نور و تابش می‌شود. پوشش فسفری که در بیرون قرار دارد، انرژی تابشی را به نور مرئی تبدیل میکند. لامپ‌های فلورسنت در مقایسه با لامپ‌های رشته‌ای انرژی کمتر برای تولید نور نیاز دارند و به همین دلیل از دوام بیشتری برخوردار هستند. T5 , T8 , T12
۳– لامپ فلورسنت فشرده یا CFL
لامپ فلورسنت فشرده CFL (Compact Fluorescent Lamps) جایگزینی برای لامپ‌های رشته‌ای در ساختمان‌ها و منازل به حساب می‌آیند. لامپ‌های CFL عملکرد و ساختاری مشابه با لامپ‌های فلورسنت معمولی دارند با این تفاوت که می‌توانند با مصرف انرژی کمتر، همان میزان از نور را تولید کنند. ساختار این لامپ‌های به این شکل است که از چند حلقه لوله‌ای پر از جیوه تشکیل شده‌اند که شباهت زیادی به حباب لامپ‌های رشته‌ای دارد. این نوع لامپ‌ها در مقایسه با رشته‌ای طول عمر بیشتری داشته و تا حدود 10 هزار ساعت توانایی کار دارند. همچنن این لامپ‌ها از مصرف انرژی کمتر و درخشندگی بالاتری نسبت به لامپ‌های رشته‌ای برخوردار هستند.
۴– لامپ هالوژن
لامپ هالوژنHalogen Lamps را می‌توان نسخه بهبود یافته لامپ رشته‌ایی دانست. تفاوت این نوع لامپ‌ها با لامپ رشته‌ای در این است که رشته تنگستن درون لامپ با یک پوشش شفاف پوشانده شده و همچنین دارای اندازه کوچکتری نسبت به لامپ‌های رشته‌ای هستند. دلیل نامگذاری این نوع لامپ‌ها به دلیل استفاده از مقادیر کم هالوژن همراه با یک گاز بی‌اثر است. گاز بی‌اثر که در این لامپ‌ها استفاده می‌شود می‌تواند روشنایی و طول عمر لامپ را افزایش داده و کارایی و درخشندگی آن را نیز به میزان قابل توجهی بالا ببرد. هالوژن‌های امروزی در بازار تنها به دلیل شباهت با هالوژن‌های قبلی از نظر ساختار با این نام خوانده می‌شوند وگرنه در تولید آنها از فناوری SMD و COB استفاده می‌شود.
۵– لامپ ال ای دی
لامپ‌های LED لامپ‌هایی هستند که با فناوری جدید همراه با راندمان بالا طراحی و تولید می‌شوند. در لامپ ال ای دی، نور به واسطه عبور الکترون‌ها در یک محيط نیمه‌هادی منتشر می‌شود. این نوع لامپ‌ها فاقد رشته تنگستن بوده و از قدرت بیشتر و طول عمر به مراتب بالاتری برخوردار هستند. یکی از ویژگی‌های این لامپ‌ها توانایی ایجاد طیف رنگ متفاوت بدون استفاده از فیلترهای رنگی است. این لامپ‌ها در مقایسه با لامپ‌های رشته‌ای توانایی تولید نور بیشتری دارند. مصرف انرژی لامپ‌های LED پایین‌تر بوده و نسبت به لامپ‌های CFL نیز کارآمدتر هستند.
لامپ‌های LED از نظر طول عمر بی‌رقیب هستند و می‌توانند تا 100 هزار ساعت کار کنند. گستره نوری مشخص، ایمنی بالا و قیمت مناسب از دیگر ویژگی‌های لامپ‌های ال ای دی محسوب می‌شود که منجر به محبوبیت بالای آنها شده است. این لامپ‌ها که توانایی تبدیل 90 درصد انرژی الکتریکی به نور را دارند در انواع مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند.
انواع لامپ ال ای دی
لامپ SMD :
که مخفف عبارت Surface Mount Diode است و هر واحد یا تراشه آن از تعداد 3 ال ای دی با رنگ نورهای قرمز، سبز و آبی تشکیل می‌شود. این فناوری جدید بازدهی و طول عمر بالا برای لامپ LED به ارمغان می‌آورد. لامپ‌های SMD بسیار کارآمد بوده از تنوع رنگ، وضوح بالا، حجم بسیار کم، زاویه دید بیشتر برخوردار بوده و در میزان مصرف انرژی در حد قابل توجهی صرفه‌جویی می‌کنند.
لامپ COB :
جدیدترین فناوری در تولید لامپ‌هایLED هستند که یک گام بلند رو به جلو برای استفاده از انرژی بیشتر محسوب می‌شوند. این لامپ‌ها به تراشه قدرتمندی مجهز شده‌اند که بر خلاف لامپ‌های SMD فقط دارای یک پایه ورودی برق هستند. مقدار تولید لومن زیاد به ازای مصرف انرژی کم باعث می‌شود که از این لامپ‌ها در صفحه نمایش گوشی‌های هوشمند استفاده شود. این لامپ‌ها منابع کوچک تولید نور با طول عمر بالا هستند که لقب خورشید قابل کنترل را به خود اختصاص داده‌اند.
|
COB |
SMD |
|
9 دیود روی هر تراشه |
3 دیود روی هر تراشه |
|
راندمان تولید نور بالاتر |
|
|
پرتاب نور بیشتر و خیرگی کمتر |
پخش نور بیشتر |
|
کیفیت و یکنواختی بهتر |
|
|
درخشان تر |
|
|
رفلکتور و متمرکز |
دیفیوزر و قابل کنترل |
|
تک رنگ |
رنگ متنوع |
|
گران تر |
|
|
ضخامت کمتر |
|
|
کاربرد در کافه و اداره و کانتر آشپزخانه به دلیل نور موضعی |
کاربرد در مسکونی به دلیل پخش نور بیشتر |
|
شاخص نمود رنگ بالای 90 |
شاخص نمود رنگ 70-80 |
|
تا 50 وات |
تا 1000 وات |
توجه داشته باشید که در حال حاضر کم مصرف ترین تجهیزات روشنایی، منابع ال ای دی SMD هستند که نور بسیار با کیفیت و لومن بالا را با کمترین میزان انرژی در اختیار شما قرار می دهند.
در صورت وجود، عرض را در طول هر اتاق ضرب کنید. برای تعیین وات تخمینی برای روشنایی کافی یک اتاق، نتیجه را در 1.5 ضرب کنید. به عنوان مثال، برای اتاقی به عرض 10 متر در طول 12 متر، 10 ضرب در 12 به عدد 120 می رسید، سپس در 1.5 ضرب کنید تا به 180 وات برسید. با استفاده از همین فرمول، یک اتاق L شکل با طول 10 متر در عرض 8 متر و طول 10 متر در 4 متر در بخش اول به 120 وات و در بخش دیگر 60 وات نیاز دارد. برای مجموع 180 وات نور احتیاج داریم.
سطوح وات را برای اتاق‌ها به دلخواه به سمت بالا تنظیم کنید. به عنوان مثال، مناطقی که کار با جزئیات بالا و کار خاص انجام می شود یا اتاق هایی که افراد مسن در آن زندگی می کنند، به سطوح بالاتر نور نیاز دارند.
عرض را در طول اتاق ضرب کنید و نتیجه را در 2.5 ضرب کنید تا نیازهای سطح نور بالاتر را برآورد کنید. یک اتاق با عرض 10 متر در 12 متر طول، تحت این فرمول به 300 وات نیاز دارید.
کندل متر : به فاصله ی یک متری نور از منبع خود کندل متر می گویند.
۶– لامپ گازی
این نوع، با نام لامپ‌های تخلیه گازی (الکتریکی) یا HID نیز معروف هستند. لامپ‌هایی که بر اثر گذر الکترون‌های پرانرژی از درون گاز تولید نور می‌کنند. این الکترون‌ها به اتم‌های خنثی درون گاز برخورد می‌کنند و باعث تحریک آنها می‌شوند. به این فرآیند گاز برانگیخته می‌گویند.
لامپ‌های گازی همانند لامپ‌های فلورسنت به ترانس برای راه‌اندازی و تولید جرقه‌های لازم برای روشن‌شدنشان، نیاز دارند. لامپ گازی از نظر تولید نور مرئی هم در دو دسته قرار می‌گیرد. دسته اول آنهایی هستند که مستقیماً نور مرئی تولید می‌کنند و دسته دوم هم لامپ‌هایی هستند که نور آنها نامرئی است و برای تولید نور مرئی باید از یک جسم فلورسنت در آنها استفاده کرد. محصولات زیر در گروه این لامپ‌ها قرار می‌گیرند:
بخار سدیم
متال هالید
بخار جیوه
زنون
نام منبع نوری که می تواند طیف نوری تقریباً مشابه خورشید را ساطع کند XED یا لامپ تخلیه انرژی زنون نامیده می شود.
لامپ های تخلیه ذخیره انرژی XED یا زنون از بسیاری جهات بر محبوب ترین دیودهای LED یا نوری برتری دارند. چراغ هایXED از نظر محتویات طیفی، مصرف انرژی و همچنین کل ساعات کارکرد بهتر هستند. آنها درخشش کمتری تولید می کنند و در هوای مه آلود شفاف تر هستند.XED لامپ تخلیه انرژی زنون یک فناوری نورپردازی جدید است.XED احتمالا تنها منبع نور مصنوعی با طیف نور کامل مشابه نور خورشید است. این را می توان از عکس بالا نشان داد. رنگ طبیعی گل ها در عکسی که تحت XED گرفته شده است بهتر از رنگ زیر LED و سایر منابع نور درک می شود.
XED نسبت به LED بیش از 20٪ در مصرف انرژی صرفه جویی می کند. طول عمر موثر واقعی XED می تواند بیش از 48000 ساعت باشد.
مقایسه و مزایای لامپ های هالوژن ، سنتی ، ال ای دی ، فلورسنت :
لامپ‌های هالوژن رشته‌ای
• تا 25 درصد انرژی کمتر نسبت به لامپ‌های سنتی
• عمر مفید دو سال
• شکل و ظاهری مشابه لامپ‌های سنتی
• امکان استفاده با سوئیچ دیمر (کاربردی برای هوشمند سازی خانه)
• نور درخشان
لامپ‌های فلورسنت فشرده
• تا 80 درصد انرژی کمتر نسبت به لامپ‌های سنتی
• عمر مفید بین شش تا ده سال
• بدون خطر سوختگی
• طیف گسترده‌ای از رنگ‌های روشن
• نور ملایم
LED
• تا 80 درصد انرژی کمتر نسبت به لامپ‌های سنتی
• عمر مفید حداقل ده سال
• بدون خطر سوختگی
• مقاومت در برابر روشن و خاموش شدن مکرر
• بازده نور کامل به محض روشن شدن
• طیف گسترده‌ای از رنگ‌های روشن
اشکال و سرپیچ های مختلف لامپ :
آشنایی با نرم افزار دیالوکس DIALux
از نام‌آشناترین نرم‌افزارهای طراحی سیستم روشنایی و نورپردازی فضاهای داخلی و خارجی ساختمان محسوب می‌شود.
اساس طراحی‌ها در این نرم‌افزار، بر پایه‌ی روش‌های پیشنهادی مؤسسه‌ی آلمانی استاندارد DIN است.
کمپانی آلمانی DIAL مالک این نرم افزار کاربردی است. نرم‌افزار دیالوکس قادر به نورپردازی اغلب فضاها همچون فضای داخلی ساختمان، نمای خارجی، معابر، فضای سبز و … است. این نرم‌افزار قدرتمند شامل المان‌هایی همچون دیوارهای آجری، شیشه‌ای، در و پنجره، لوازم منزل و … در پیش فرض های خود دارد. با استفاده از این پیش فرض ها کاربر قادر به شبیه سازی مدل 3 بعدی فضا به صورت واقعی تر خواهد بود.
از توانایی‌های دیالوکس می‌توان به امکان Import وExport فایل‌های اتوکد با پسوند DWG و فایل‌های 3DMAX اشاره کرد. در این نرم‌افزار شبیه‌سازی دو و سه بعدی پروژه و اجزای آن پیش از اجرا امکان‌پذیر است.
همچنین کاربر دیالوکس قادر است با وارد کردن پارامترهایی همچون ارتفاع نصب، زاویه پخش نور، دمای رنگ و نوع منابع نوری، روشنایی مورد نیاز محیط را محاسبه کند و پس از محاسبات، این نرم‌افزار تعداد، قدرت و بهترین محل قرار دادن چراغ ها را مشخص می کند.
در محاسبات نرم افزار دیالوکس شدت روشنایی، یکنواختی توزیع نور و میزان خیرگی تا آن‌جاکه موجب آزار و خستگی چشم نشود بر اساس نوع کابری فضا تعیین می‌گردد.
نمونه هايي از طراحي نور و استاندارهاي آن
