نور-سايه-فرم
334 subscribers
513 photos
87 videos
18 files
164 links
انتشار مطالب علمي درباره روشنايي و نورپردازي

طرح سوال يا مباحث مورد علاقه از طريق
@noorsaform
Download Telegram
@Light.Shadow.Form
۲- از طرفی، میزان حساسیت چشم انسان به طول موج های مختلف یکسان نیست. ازمایش های CIE نشان میدهد که در شرایطی که نور کافی در محیط وجود داشته باشد (شرایط دید در روز یا شرایط طبیعی دید در فضای داخلی) که اصطلاحا چشم در وضعیت بینایی فوتوپیک قرار دارد، بیشترین حساسیت چشم انسان نسبت به طول موج نور زرد-سبز است که در محدوده ۵۵۵ نانومتر قرار می گیرد.این درحالی است که حساسیت در دو سمت ابتدا و انتهای طیف (محدوده نور آبی و محدوده نور قرمز) کمترین است. این منحنی در شکل شماره ۱ نشان داده شده است
‏ @ Light . Shadow . Form
‏Form
۳- در شکل شماره ۲ طیف نور یک لامپ رشته ای و یک لامپ بخارسدیم با هم مقایسه شده اند (دو منحنی بالایی). وقتی این دو منحنی را در منحنی وسطی ضرب کنیم (منحنی حساسیت چشم)، منحنی پایینی به دست می آید که انتگرال گیری از سطح زیر پوشش آن ما را به مقدار لومن میرساند. مشاهده می کنیم که لامپ بخار سدیم لامپی است که بیشترین انرژی را در محدوه ای منتشر می کند که چشم هم بیشترین حساسیت را دارد. به همین خاطر شار نوری منتشر شده از این لامپ مقدار زیادی دارد.
‏ @ Light . Shadow . Form
‏ @ Light . Shadow . Form
۳- تحقیقات بعدی CIE نشان داده است که در شرایطی که نور محیط کم باشد (مثلا در شرایط دید در شب)‌، شرایط بینایی انسان فرق می کند- به این وضعیت بینایی اسکوتوپیک گفته می شود- در این شرایط منحنی حساسیت چشم انسان کمی به سمت چپ متمایل می شود. یعنی به بیان ساده تر، حساسیت چشم انسان به رنگ های آبی بیشتر می شود. به بیان ساده تر می توان گفت در شب رنگ های آبی را درخشان تر از رنگ های قرمز می بینیم. در شکل ۳ منحنی حساسیت چشم در شرایط بینایی اسکوتوپیک نشان داده شده است.
‏ @ Light . shadow . Form
‏ @ Light . Shadow . Form
۴- نکته ظریفی که در سر تیتر مطلب وعده اش را دادیم اینجاست:‌
- وقتی منابع نوری را در شرایط تاریکی شب استفاده می کنیم، اصولا باید میزان لومن این منابع نوری بر اساس شرایط دید اسکوتوپیک محاسبه شوند (امروزه طبق استاندارد اگر گفته می شود یک منبع نوری X لومن نور دارد، به صورت پیش فرض برای شرایط بینایی فوتوپیک بیان شده است.).
- امروزه تکنولوژی LED به گونه ای است که برای انتشار نور سفید، از LED های آبی که به آن فسفر زرد اضافه شده است استفاده می شود. یعنی LED ها مقدار زیادی نور در محدوده نور آبی منتشر می کنند.
نتیجه:‌ درست تر این است که شار نوری منابع LED که به طور مشخص در کاربردهای با دید اسکوتوپیک استفاده می شوند (مثلا چراغ های LED خیابانی) را با استفاده از منحنی اسکوتوپیک محاسبه کنیم. در این شرایط شار نوری آنها بیشتر از مقدار اعلام شده خواهد بود. شاید جالب باشد بدانید که با این روش شار نوری یک منبع نوری LED با دمای رنگ سفید سرد حدود ۲ برابر بیشتر می شود.
‏ @ Light . Shadow . Form
@Light.Shadow.Form

۵- یک شاخص وجود دارد به نام S / P یا همان نسبت اسکوتوپیک به فوتوپیک، که بیان کننده نسبت میزان شار نوری در شرایط بینایی فوتوپیک به اسکوتوپیک است . در جدول زیر این نسبت برای لامپ های مختلف داده شده است
نوع لامپ——————— نسبت S / P
بخار سدیم کم فشار………………. . 0 .2
بخار سدیم پرفشار فشار…………… 0.5
فلورسنت…………………………. 1.2-2.3
ال ای دی سفید گرم………………. .1.2
ال ای دی سفید سرد………………. 2
لازم به ذکر است کمیته بین المللی روشنایی در حال یافتن راهکاری برای امکان پذیری تعریف مجدد شار نوری است.
‏ @ Light . Shadow . Form .
@ Light.Shadow.Form

درباره نسل سوم طراحی روشنایی
۱- از سال ۲۰۱۳ کریستوفر کاتل Chriistopher Cuttle طراح روشنایی نیوزلندی و از اعضای با سابقه انجمن های تخصصی روشنایی نظیر IESNA , SLL , CIBSEو … و از افراد صاحبنظر در این رشته، نظریه ای را مطرح کرده که از آن به عنوان «نسل سوم»‌ طراحی روشنایی یاد می شود.
وی این نظریه را در قالب مقاله ای در نشریه معتبر Lighting Research & Technology منتشر کرد و سپس در کنفرانس های متعدد نظیر PLDC در سال ۲۰۱۳ به بسط و توسعه این نظریه پرداخت. وی در این مقاله معیارها و روشهای جدیدی را برای طراحی روشنایی در فضاهای داخلی ارایه می کند
اگرچه این نظریه هنوز در حال تکمیل شدن است و بحث های زیادی در باره ارزیابی میزان کارایی این در جریان است اما به نظر میرسد که در سال های جدید شاهد نگرش جدیدی در مورد روشهای طراحی روشنایی خواهیم بود.
@Light.Shadow.Form
@Light.Shadow.Form
۲-از تشکیل انجمن های مهندسی روشنایی نزدیک به صدسال می گذرد. یکی از اهداف این انجمن ها تعریف معیارها و روشهایی برای طراحی روشنایی بوده که با کمک آنها، بتوان در محیط به راحتی کار کرد. شاخصی که بعدها از آن با عنوان «کارایی بصری یاد» شد. در اوایل قرن بیستم، مقادیر مرجع برای شدت روشنایی بسیار پایین بود. با توجه به محدودیت های منابع نوری در آن زمان و جنس کارهای رایج در محیط های کاری، مقدار روشنایی لازم از دید استاندارد در سطح بسیار پایینتری در مقایسه با استانداردهای امروزی قرار داشت. در آن زمان تقریبا تنها معیار، شدت روشنایی تابیده شده به سطح کار بود که با واحد«لوکس» سنجیده میشد.
‏ @ Light . Shadow . Form
‏t . Shadow . Form
۳- از نیمه قرن بیستم به بعد و با ورود لامپ های فلورسنت که راندمان بسیاربالاتری نسبت به لامپ های رشته ای داشتند. میزان شدت روشنایی مورد نیاز جهش چشمگیری پیدا کرد. ضمن اینکه در این سالها ورود نظریه پردازانی که سابقه کار در نورپردازی تئاتر داشتند، منجر به تغییراتی در دستورالعملهای طراحی روشنایی شد که در به «نمود بصری» اهمیت بیشتری داده می شد تا صرفا «رویت پذیری». در این رویکرد هدف تنها فراهم کردن نور کافی برای دید نبود بلکه فراهم کردن شرایطی بود که کاربر احساس مطلوبی از فضا داشته باشد. برای این منظور علاوه بر شاخص شدت روشنایی در سطح کار شاخص های دیگری نظیر شدت روشنایی در سطوح نیم استوانه، نسبت شدت روشنایی سقف و دیوار به سطح کار، نسبت روشنایی تاکیدی به عمومی و … به کتابچه های راهنمای طراحی که توسط این انجمن ها تدوین میشد راه پیدا کرد که هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرد.
‏ @ Light . Shadow . Form
‏ @ Light . Shadow . Form
۴- نظریه ای که کاتل مطرح کرد، رویکرد جدیدی را نسبت به طراحی روشنایی به دنبال دارد و آن طراحی روشنایی بر مبنای «میزان نوری که به چشم تابیده می شود» است، به جای طراحی بر اساس «میزان نوری که به سطح میتابد». برای ارزیابی این فاکتور شاخصی تحت عنوان متوسط اگزیتانس سطوح اتاق مطرح کرده است
‏MRSE : Mean Room Surface Exitance
این فاکتور به زبان ساده تر، در واقع چگالی شار نوری منعکس شده در فضا است که واحد آن هم لومن بر متر مربع است.
شاخص دیگری نیز معرفی شده که وی آنرا «سلسله مراتب روشنایی» یا Illumination Hierarchy IH نام نهاده است. این شاخص از محاسبه نسبت شدت روشنایی سطح کار به محیط اطراف به دست می آید.
‏ @ Light . Shadow . Form
۵- تصور میشود که در سال های آتی، استانداردهای روشنایی به جای اینکه تعریف کنند که در یک فضا، شدت روشنایی سطح کار چند لوکس باید باشد، تعیین می کنند که مقدار MRSE چند لومن بر متر مربع باشد و نسبت بین روشنایی سوژه و محیط اطراف چگونه باید باشد. در حال حاضر ، برمبنای داده های تجربی، مقدار MRSE حدود ۱۰ کمترین حد برای این است که انسان بتواند رنگ را تشخیص دهد. اگر این مقدار ۳۰ باشد، محیط به نظر ما تاریک و کم نور میرسد و اگر به ۱۰۰ برسد پایینترین سطحی است که احساس می کنیم یک محیط درخشان و پرنور است. حال آنکه محیطی با MRES برابر ۳۰۰ کاملا درخشان به نظر میرسد.
با همگانی شدن گوشی های تلفن همراه به دوربین هایی با قابلیت عکاسی HDR و گسترش اپلیکشن های کاربردی، امکان محاسبه MRSE در یک محیط توسط افراد عادی به راحتی فراهم خواهد شد. از این رو پیش بینی می شود که طراحی روشنایی مسیر جدید و متفاوتی را پیش رو بگیرد که از آن به عنوان «نسل سوم»‌ طراحی روشنایی نام برده می شود
‏ @ Light . Shadow . Form
‏ @ LightShadowForm
درباره شاخص خیرگی در فضاهای داخلی UGR

۱-خیرگی به تاثیر آزاردهنده نور بر روی چشم گفته میشود. گاهی ممکن است میزان خیرگی آنقدر زیاد باشد که اصلا چشم نتواند ببیند، مثل حالتی یک منبع نور پرقدرت در میدان دید اصلی ما قرار گیرد. در این حالت ما توانایی دید خود را از دست می دهیم. به این وضعیت disability glare گفته می شود. حالت دوم که بیشتر در فضاهای داخلی احتمال دارد اتفاق بیافتد این است که درخشندگی منابع نوری (مانند چراغ هایی که در سقف نصب شده اند) آنقدر زیاد نباشد که قدرت دید ما را محدود کند اما ما را اذیت کنند. به این حالت discomfort glare گفته می شود.
‏ @ LightShadowForm
‏ @ LightShadowForm
۲- خیرگی در محیط کار میتواند نقش بسیار مهمی داشته باشد. اغلب ما مدت زمان بسیار زیادی در محیط کار خود سپری میکنیم. اگر منابع روشنایی و نوع نورپردازی محیط طوری باشد که ما دایما در معرض یک نور «اذیت کننده» باشیم، احساس مطلوبی از بودن در ان فضا نخواهیم داشت. بدیهی است که برای تعریف میزان «اذیت کنندگی» نور باید یک شاخص تعریف کنیم. استانداردهای روشنایی برای تعریف و ارزیابی این منظور شاخص «نسبت خیرگی کلی» یا UGR را تعریف کرده اند که مخفف Unified Glare Ratio میباشد
‏ @ LightShadow Form
‏ m
۳- برای محاسبه خیرگی از رابطه ای که در شکل زیر ارایه شده است استفاده می شود. در این رابطه
‏ Ls مقدار درخشندگی منبع نور است (بر حسب کندلا بر مترمربع)
‏Lb درخشندگی پس زمینه منبع نور است (بر حسب کندلا بر متر مربع)‌
‏w (امگا)‌ اندازه منبع نور است که بر حسب زاویه فضایی بیان می شود.
‏p فاکتوری است که به موقعیت منبع نور نسبت به راستای دید ناظر مربوط می شود
‏ @ LightShadowForm
‏ @ LightShadowForm
۴-مقدار UGR اگر کمتر از ۱۰ باشد، خیرگی اصلا محسوس نیست و اگر بیشتر از ۲۸ باشد می تواند آزار دهنده باشد. استانداردها توصیه میکنند که مقدار خیرگی در محیط کار بیشتر از ۱۹ نباشد. بنابراین هرچه مقدار UGR کمتر باشد، مطلوب تر است. حال می خواهیم بررسی کنیم که چه عواملی بر کاهش میزان UGR میتواند موثر باشد. از روی رابطه داده شده می توان مشاهده کرد:
- با افزایش درخشندگی منبع نور، خیرگی بیشتر میشود. درخشندگی یک منبع نور علاوه بر سایز ان، به نوع طراحی هدایت کننده های نور (رفلکتورها یا دیفیوزها)‌ بستگی دارد.
- با افزایش سایز منبع نور خیرگی بیشتر می شود.
- با افزایش درخشندگی پس زمینه خیرگی کم میشود‌ (روشن کردن سقف یا دیوارهای اتاق)‌
- با دورتر کردن منبع نور از راستای دید خیرگی کمتر می شود.
‏ @ LightShadowForm
‏ @ LightShadowForm
۵- در رابطه بالا می بینیم که میزان UGR با مجذور درخشندگی منبع نسبت مستقیم دارد. یعنی این فاکتور بیشترین تاثیر را می تواند داشته باشد. شکل زیر نشان می دهد که در شرایط یکسان در یک اتاق، چه رابطه ای بین درخشندگی منبع نور و درخشندگی پس زمینه برقرار است.
در آینده یک مثال مقایسه ای برای توضیح بیشتر این مفهوم ارایه خواهد شد
‏ @ LightShadowForm
‏LightShadowForm@
براي بسياري از مهندسين آموختن يك مطلب جديد بسيار بذت بخش است، لذا ترجيح داديم به جاي تعارفات معمول
يك هديه اموزشي براي مشتركين كانال "نور.سايه.فرم" داشته باشيم:
"آموزش يك تكنيك در ديالوكس: نحوه شبيه سازي تابلوهاي خود نور "
روز مهندس مبارك
‏LightShadowForm@