Skocz do zawartości
Slate Blackcurrant Watermelon Strawberry Orange Banana Apple Emerald Chocolate Marble
Slate Blackcurrant Watermelon Strawberry Orange Banana Apple Emerald Chocolate Marble
Rnext

"Ciemność, widzę ciemność" czyli rzecz o oświetleniu cz. I

Polecane posty

Pierwsza część wpisu w sposób nieco beletrystyczny ma za zadanie przygotować podłoże teoretyczne pod dalsze rozważania dotyczące optymalizacji sztucznego oświetlenia w naszym domu czy miejscu pracy. 

 

W drugiej części opiszę propozycje praktycznych rozwiązań, źródła światła sztucznego i być może zahaczymy o temat światłoterapii. 


Słońce to życie.
Pozornie banalne stwierdzenie, ale nie uświadamiamy sobie tego w pełni. Niby to wiemy, jednak w większości, nie pojmujemy. 
Jeśli kiedykolwiek ktoś zapyta, jaka gwiazda jest najbliżej Ziemi, pamiętajcie, że nie jest to Proxima Centauri. Zupełnie po sąsiedzku, zaledwie osiem minut świetlnych od nas, jest maleńka gwiazda, którą nazywamy Słońcem. Osiem minut świetlnych to we wszechświecie bardzo blisko, mimo, że to jakieś 150 mln kilometrów. Co oznacza owo 8 minut świetlnych? Otóż, jeśli Słońce nagle „zgaśnie”, dowiemy się o tym po mniej więcej ośmiu minutach. Tyle czasu potrzebuje światło, żeby stamtąd do nas dotrzeć. Po takim czasie, na Ziemi, zapanuje całkowita ciemność, po czym dość gwałtownie zaczniemy zamarzać. Kosmos jest dość zimny.


Akwarium
Jako dziecko marzyłem o założeniu akwarium. Gdy moi rodzice się w końcu przemogli, stanął w moim pokoju niewielki zbiornik. Z zapałem zarybiałem go gupikami, nasadzając gdzie się dało, mnóstwo  zielonych roślin. Zapalałem nad akwarium lampkę i hipnotycznie, siedząc po turecku, wpatrywałem się w wodne życie. Ale z dnia na dzień patrzyłem, jak piękne roślinki, zamiast bujnie rosnąć, najzwyczajniej marnieją. Kupowałem więc nowe i nowe. Jednocześnie legendarna jurność samczyków gupików, na powrót przechodziła do legendy. Wszystko pływało jakieś apatyczne wśród zanikających liści roślin. Życie w akwarium zamierało. 

 

Spektrum światła
Dlaczego sukienka naszej dziewczyny jest czerwona a rośliny przeważnie zielone? Dlaczego widzimy kolory? No i czym właściwie jest światło?
Żeby nie zagłębiać się nadmiernie w szczegóły teoretyczne, posłużę się mało ścisłymi uproszczeniami, żeby naszkicować łatwy do zrozumienia model. 


Na Słońcu zachodzą liczne reakcje, których efektem jest wyrzut dużych porcji energii, zwanych fotonami. Oczywiście nie tylko ich, ale to one nas głównie interesują. Te porcje zwane kwantami (energii), jednak bardzo różnią się między sobą. Wyobraźmy to sobie, jak byśmy rzucali kamieniami o różnych wielkościach w np. płytę gipsowo-kartonową. Jeśli będziemy rzucać ziarnami piasku, w zasadzie nic się płycie nie stanie. Gdy walniemy cegłą, rezultat jest łatwy do przewidzenia. Otóż Słońce rzuca w nas niejako mieszaniną kamieni różnej wielkości, więc każdy z nich z osobna, niesie inną energię, bo ich „produkcją” zajmują się różni rzemieślnicy, (np. hel, wodór i inne) i każdy z nich robi kamienie innej „wielkości”. W świecie kwantów, owa „wielkość” to po prostu niesiona przez nie energia.


Nasze oko nie jest w stanie separować konkretnych energii kamieni, więc ową mieszaninę widzi jako tzw. „światło białe”. Gdybyśmy jednak mieli przyrząd sprawniejszy od oka, np. spektroskop zdolny dostrzegać pojedyncze kamienie w postaci fotonów, zobaczył by on coś takiego, co nazywamy widmem światła, a które dla światła słonecznego wygląda mniej więcej tak:

SA_sun_550SA.jpg

 

Dla czystego porównania, widmo światła emitowane przez świetlówkę:

24b4e0527d351097med.jpg

 

Jeśli przypomina to komuś histogram fotografii cyfrowej, to słusznie przypomina. Tu po prostu widzimy jak dużo jest fotonów o konkretnych energiach. Na wykresie mamy na osi odciętych (pamiętna oś „X”) wprawdzie długość fali a jest ona (odwrotnie) proporcjonalna do energii. Czyli im dłuższa fala, tym mniejszą energię ma taki foton. 


Rozkład widmowy pokazuje, ile i jakich fotonów (kamieni), znajduje się w świetle słonecznym. Z lewej strony są te o największych energiach a z prawej te o niższych. Środek obfituje w średniaków. Leci do nas niezła mieszanina „piachu”.


Powoli pora na odpowiedź z początku akapitu. Wiecie jakie energie fotonów najchętniej absorbują rośliny na potrzeby fotosyntezy i rozwoju? Porównajmy więc nasze widmo słoneczne z poniższym wykresem:

image005.jpg

Jak widać, rośliny najchętniej korzystają  z tych w zakresie długości fal 400-500nm (niebiesko) i 600-700 (czerwono). Te pomiędzy 500 a 600 są dla roślin praktycznie bezużyteczne. Widać że jest w tym zakresie dość zielono? Otóż właśnie dlatego liście widzimy jako zielone, bo rośliny nie potrzebują tych fotonów, więc je odbijają niczym Boris Becker piłki. 


Dlatego moje dziecięce akwarium poniosło klęskę. Świecąc nad akwarium lampką, która emitowała mało fotonów a w dodatku te, które emitowała, miały bezużyteczne dla roślin energie (żółto-pomarańczowe), marniały mi i gniły. Ale o źródłach światła sztucznego napiszę później. 
Zaczyna was ciekawić jak odbiera światło człowiek? O tym również będzie.


Przy okazji - sukienki naszych dziewczyn są czerwone, bo pochłaniają mnóstwo wysokich energii, odbijając tylko te o energiach niższych ;) Jeśli jednak oświetlić je niebieską lampą, no cóż, będą niemal czarne, choć żadna z nich się w międzyczasie nie przebrała. 

 

Temperatura barwowa światła i lord Kelvin
Bez trudu możemy przyjąć, że chodzi w tym określeniu po prostu o „barwę światła”. Żeby jednak barwa światła brzmiała ściślej, używa się pojęcia „temperatura barwowa” i wyraża się ją w Kelwinach (K). Choć to ma ścisłe umocowanie w „promieniowaniu ciała doskonale czarnego”, na nasze potrzeby wystarczy zilustrowanie tego na przykładach.


- świeczka, światło żółto-pomarańczowe, temperatura barwowa poniżej 2500K
- światło słoneczne, napawające aktywnością i entuzjazmem – okolice 5500-6500K

- oświetlenie w galeriach handlowych? Ciekawe, że również w okolicach 5000-6000K
- żarówka, klasyczny żarnik – okolice 2500K – 2700K
- halogen – ca 3000K
- ognisko – ca 2500K
- ponura i depresyjna, uliczna lampa sodowa wysokoprężna – 2000K


Z czego jednak wynikają różnice w temperaturze barwowej różnych źródeł światła? Pamiętacie widmo słoneczne? Po prostu w różnych źródłach emitujących światło, brakuje sporej części fotonów o niektórych energiach i widmo światła jest albo „dziurawe” (nieciągłe) albo inaczej się rozkłada (dużo żółtego, mało niebieskiego itp.).


Kim jest Ra?
Starożytni Egipcjanie odpowiedzieliby bez wahania, że to Bóg Słońca. Jednak to nawet nieco zabawne, że dziś jego imienia używa się do określania tzw. CRI (colour rendering index) uznając go za współczynnik (wierności) oddawania kolorów w zakresie Ra 0-100, gdzie 100 oznacza jakość odwzorowania kolorów przez światło słoneczne. Im więcej będzie „dziur” w widmie światła, tym gorsze odwzorowanie kolorystyczne otaczającego nas świata. Wchodzimy np. do klubu, którego wnętrze oświetlone jest na czerwono i stajemy się nagle daltonistami. 


Lux (lx) kontra Lumen (lm)
Gdy weźmiemy do ręki pudełko z żarówką czy świetlówką, raczej na każdym będzie podana jakaś magiczna liczba tajemniczych lumenów. Na nasze potrzeby, przyjmiemy że jest to po prostu całkowita ilość światła jaką emituje jego źródło. Głównie przyda się ta wielkość do praktycznego oszacowania energooszczędności, czyli sprawności przerabiania prądu na światło. Jeśli mamy na przykład tradycyjną żarówkę o mocy 60W, będzie emitowała około 700 lm, czyli z jednego Wata energii dostaniemy niespełna 12 lumenów. To wyjątkowo słaby wynik, zwłaszcza gdy zestawimy go ze sprawnością nowoczesnych emiterów LED, które z łatwością wyciągną 100lm z 1W. Rekordzistka LED wyciągnęła nawet ponad 300lm z 1Wata! Szokujące, prawda? 2W w LED mogą dać tyle światła co jedna 60W żarówka. 


Po Luxie się teraz tylko krótko przejedziemy, bo jest on praktycznie tylko ilością lumenów padających na nasze biurko, czyli mówi o tym, ile tych lumenów mamy na danej powierzchni. Możecie sobie w dość prosty sposób zmierzyć ową ilość luxów, choćby pobierając jakiś „luxmeter” w postaci aplikacji na smartphone’a. A ile ich powinno być? No to już zależy :D

 

Wielka trójca
Docieramy w końcu do wskazania odpowiedzialnych za jakość światła. Są to oczywiście wielkie korporacje żarówkowe ;) OK., załóżmy, że był to lekki żart.


Dla komfortu fizjologicznego potrzebujemy oświetlenia spełniającego kombinację trzech warunków:
- ilość światła (magiczne luksy i lumeny)
- temperatura barwowa (K)
- jakość światła (Ra/CRI)


Czym mieszkanie różni się od akwarium, czyli jak je oświetlać?
Żyjemy w dość ponurej strefie klimatycznej. Spadki nastroju wywołane brakiem światła nie należą do rzadkości, jesienią i zimą przeważnie jesteśmy znużeni, w dodatku z obniżoną motywacją do działania. 

 

Do czasów tzw. „rewolucji przemysłowej” hominidy spędzały większość czasu na wolnym powietrzu. Świtało gdy wychodziły z jaskini z burczeniem w brzuchu i maczugą a samice zostawały przy ogniskach by nacierać cuchnącą skórzaną bieliznę popiołem.

 

Większość dnia (średnio 6000K) była czasem największej aktywności i wojennego bądź łowieckiego zapału. Wieczór przy ognisku (2500K) nastrajał refleksyjnie i sennie. Tym sposobem dotarliśmy do pojęcia „cyklu dobowego” naszej aktywności. A jest ona sterowana m.in. specjalnymi fotoreceptorami w oku, które nie mają absolutnie związku z samym procesem widzenia, lecz są częścią systemu sterowania dobowym wydzielaniem hormonów odpowiedzialnych za funkcjonowanie organizmu. 

 

cdn.

 

 

 

 

 

 

Edytowano przez Rnext
  • Like 21

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach

Rozwiń też  temat melatoniny, wspomonij o widzeniu fotopowym, skotopowym i mezopowym. O tym, że to mózg na końcu "widzi", nie jest to zawsze to co receptory wyłapują. O tym, że wskaźnik CRI nie jest doskonały w określaniu odwzorowania barwy. Pokaż skalę średnich natężeń oświetlenia w różnych częściach świata i wpływu na nas. O przyszłości i systemach intelliwhite. O luminancji, kontraście,  olśnienieniu. O adaptacji do ciemności,  akodomacji i zmian z wiekiem (wymagania wyższych natężeń oswietenis do pracy wzrokowej). Do tego wartości z normy do typowych prac wzrokowych, codziennych zadań. 

  • Like 1

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach

Rnext- jeśli znajdziesz czas to dodaj konkretne przykłady jak właściwie oświetlać pomieszczenia aby poprawić własne samopoczucie .

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach

No czekałem aż @Conrad coś napiszę;), tak w nawiasie to nie wierzyłem, że masz taką specjalizację:P.

Myślałem, że jesteś trollem, sorry @Conrad:P

 

A tak wogóle, o czym ty Qrwa piszesz:lol:.

 

@Rnext

Przez chwilę poczułem się jak na wykładzie i myślałem, ze jesteś fizykiem, elektrotechnikiem, itd.

Jednak nic nie wspomniałeś o  oprawach oświetleniowych, o zarówkach rtęciowych, sodówkach wysoko i niskoprężnych, czy o ksenonie.

Tak więc "amator":lol:.

Mniej więcej na tym kończyła się wówczas technika oświetlenia, gdy ja się tego uczyłem.

 

 

A najważniejsze było stosunek ceny do wytrzymałości i efektywności oświetleniowej.

W tamtych czasach zarówka miała 8 lumenów z Watta, a na przykład sodówka niskoprężna, grubo ponad sto:D.

I nikogo nie interesowało, czy światło mam być przyjazne dla oczu, miało oświetlać ulicę itd. przy jak najmniejszych kosztach:P.

Zarówkę nazywano po prostu "świecącą grzałką":lol:.

 

BTW.

Do tej pory czuje mięte do "sodówek":lol:, choć swiatło okropne.

Za to jakie trwałe;), szczególnie ten stary sort:).

Edytowano przez SledgeHammer

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach

@SledgeHammer Ja mam wrażenie, że dalej nie wierzysz, he he. Tylko "piwo" nas uratuje ;-) 

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach

Owacje na stojąco ode mnie za poruszanie takich tematów. Czekam na więcej!

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach

@Conrad - raczej skłaniam się ku temu, żeby nikt nie umarł przy czytaniu a "wyszedł" z choćby podstawową wiedzą praktyczną z jakimś podłożem teoretycznym, którą można sobie poszerzać ile zapragnie. Taki "starter pack", dzięki któremu będzie w stanie wykonać modyfikacje w swoim otoczeniu dla lepszych efektów. 

iW to ultra ciekawy temat, na tyle, że ma być wstępniakiem do wpisu, wprowadzającym w "dom idealny".

Swoją drogą, jeśli tylko masz czas i ochotę, zapraszam do współredagowania. Co dwie głowy to nie jedna!

 

@kryss - o tym (i innych rzeczach) planuję w drugiej części. Na szybko - sam w swojej pracowni póki co (docelowo i tak będzie jakiś system LED o dużej powierzchni świecenia, raczej samoróbka na COB Citizena wstępnie - mają CRI 97) stosuję żarniki metalhalogenkowe ca 5000K z wysokim CRI (silnie rozpraszam, jako że to praktycznie punktowe źródło światła o bardzo konkretnej emisji bo ze 150W masz kilkanaście tys. lumenów w małym punkcie - ryzyko olśnienia wspomnianego przez @Conrada) zmieszane z fotograficznymi (5400K/CRI 95%) świetlówkami kompaktowymi żeby jeszcze dodać i "powiększyć" źródło światła a mieć circa 600-700lx. Tylko że napisać powyższe to gorzej niż skłamać, bo w różnych częściach domu (i o różnych porach) trzeba strefy komfortu fizjologicznego organizować inaczej. Więc to tylko opis oświetlenia pomieszczenia roboczego w którym ma być jasno, pogodnie, optymistycznie i był nieprzyćmiony zapał do robienia różnych rzeczy ;) 

 

  • Like 1

Udostępnij ten post


Link to postu
Udostępnij na innych stronach

Bądź aktywny! Zaloguj się lub utwórz konto

Tylko zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony

Utwórz konto

Zarejestruj nowe konto, to proste!

Zarejestruj nowe konto

Zaloguj się

Posiadasz własne konto? Użyj go!

Zaloguj się

  • Kto przegląda   0 użytkowników

    Brak zalogowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×

Ważne informacje

Umieściliśmy pliki cookie na Twoim urządzeniu, aby pomóc Ci ulepszyć tę witrynę. Możesz dostosować ustawienia plików cookie, w przeciwnym razie zakładamy, że możesz kontynuować.