انتقل إلى المحتوى
Engineerly
ENع
الطاقة والإنارة

حاسبة الإنارة: شدة الاستضاءة وعدد وحدات الإنارة

تحسب هذه الحاسبة عدد وحدات الإنارة اللازمة لبلوغ شدة استضاءة مطلوبة في غرفة بطريقة اللومن، وتعرض شدة الاستضاءة المحققة فعلًا بعد التقريب إلى الأعلى، وتوزيعًا مقترحًا في صفوف وأعمدة يلائم شكل الغرفة، وقدرة الإنارة المركّبة لكل متر مربع. وتعطي الطريقة متوسط شدة الاستضاءة المحافَظ عليها على مستوى العمل، وهي الخطوة الأولى المعتادة قبل حساب الإنارة التفصيلي.

آخر مراجعة

ShmhwpE
توزّع طريقة اللومن N وحدة إنارة بانتظام على الغرفة حتى يتلقى مستوى العمل شدة الاستضاءة المطلوبة E. ويُحافَظ على التباعد S ضمن نسبة التباعد إلى الارتفاع الخاصة بوحدة الإنارة للحصول على إضاءة متجانسة.

للتقدير والتعلّم فقط، ولا يغني عن مهندس مرخّص أو عن الأكواد المعمول بها (IEC 60364 وNEC/NFPA 70 وBS 7671 واللوائح المحلية) أو عن بيانات الصانع. اقرأ إخلاء المسؤولية.

المدخلات

الغرفة

m
m
m

ارتفاع وحدة الإنارة مطروحًا منه ارتفاع مستوى العمل، مثلًا 2.8 − 0.8 m

lx

فالمكاتب مثلًا تُصمَّم عادةً على نحو 500 lx عند منطقة المهمة (EN 12464-1 / ISO 8995-1). وتؤخذ قيمة مهمتك من المواصفة المطبَّقة.

وحدة الإنارة

lm

لوحدات LED يُدخَل فيض الوحدة كاملة ومصباح واحد

من جدول معاملات الاستخدام لدى الشركة المصنّعة بحسب دليل الغرفة ونسب الانعكاس

القيمة 0.8 مثال لوحدات LED في غرفة نظيفة

W

قدرة الدائرة بالواط من نشرة البيانات؛ والقيمة الافتراضية مثال

النتيجة

الإنارة (طريقة اللومن) — Engineerly. تقدير لأغراض تعليمية فقط؛ تحقّق منه وفق الأكواد المعمول بها وبيانات الصانع.

عدد وحدات الإنارة اللازمة
16
شدة الاستضاءة المحافَظ عليها المحققة
512lx

تعطي 16 وحدة إنارة 512 lx، فتحقق الشدة المطلوبة البالغة 500 lx.

مساحة الغرفة
60m²
دليل الغرفة K
1.88
العدد الدقيق قبل التقريب
15.625
التوزيع المقترح (صفوف × أعمدة)
4 × 4 = 16
المسافة على امتداد الطول × على امتداد العرض
2.5 m × 1.5 m
قدرة الإنارة المركّبة (للتوزيع)
576W
كثافة قدرة الإنارة
9.6W/m²

خطوات الحل بأرقامك

  1. 1. مساحة الغرفة
    A = L × W
    A = 10 m × 6 m
    = 60 m²
  2. 2. دليل الغرفة
    K = L × W / (Hm × (L + W))
    K = 60 / (2 × (10 + 6))
    = 1.875
  3. 3. عدد وحدات الإنارة (دقيق)
    N = E × A / (Φ × n × UF × MF)
    N = 500 lx × 60 m² / (4,000 lm × 1 × 0.6 × 0.8)
    = 15.625
  4. 4. عدد وحدات الإنارة (مقرَّب إلى الأعلى)
    N = ⌈N_exact⌉
    N = ⌈15.625⌉
    = 16
  5. 5. شدة الاستضاءة المحافَظ عليها بالعدد المقرَّب
    E = N × Φ × n × UF × MF / A
    E = 16 × 4,000 × 1 × 0.6 × 0.8 / 60
    = 512 lx
  6. 6. التوزيع المقترح
    rows × columns ≥ N, columns along the length
    4 × 4
    = 16
  7. 7. قدرة الإنارة المركّبة
    P = N_layout × P_luminaire
    P = 16 × 36 W
    = 576 W
  8. 8. كثافة قدرة الإنارة
    LPD = P / A
    LPD = 576 W / 60 m²
    = 9.6 W/m²

الافتراضات

  • طريقة اللومن: متوسط شدة الاستضاءة المحافَظ عليها على مستوى العمل في كامل مساحة الغرفة.
  • معامل الاستخدام 0.6 ومعامل الصيانة 0.8 كما أُدخلا.
  • يُقاس ارتفاع التركيب من مستوى العمل إلى وحدات الإنارة لا من الأرضية.
  • تمتد الأعمدة على طول الغرفة والصفوف على عرضها، وتبعد الوحدتان الطرفيتان عن الجدار نصف المسافة بين وحدتين.
الغرفة: 10 m × 6 m, Hm 2 m
شدة الاستضاءة المطلوبة: 500 lx
وحدة الإنارة: 1 × 4000 lm, 36 W
UF / MF: 0.6 / 0.8

تحقّق قبل الاعتماد على النتيجة

  • يتوقف معامل الاستخدام على توزيع الضوء من الوحدة وعلى دليل الغرفة ونسب انعكاس السقف والجدران والأرضية، ويؤخذ من جدول معاملات الاستخدام الذي تصدره الشركة المصنّعة لوحدتك؛ والقيمة 0.6 مثال فقط.
  • تعطي طريقة اللومن متوسط شدة الاستضاءة على مستوى العمل. أما الانتظامية والإبهار (UGR) والاستضاءة الأسطوانية وإنارة الطوارئ فتحتاج إلى حساب نقطة بنقطة، في DIALux أو Relux مثلًا.
  • يجب أن تبقى المسافة بين الوحدات ضمن أقصى نسبة بين المسافة والارتفاع تحددها الشركة المصنّعة، وإلا جاءت الإنارة غير منتظمة.
  • للتقدير والتعليم فقط، ولا يغني عن مهندس مرخّص أو عن الكود المعمول به (IEC 60364 أو NEC/NFPA 70 أو BS 7671 أو اللوائح المحلية) أو عن بيانات الصانع.

طريقة استخدام الحاسبة

  1. يُدخَل طول الغرفة وعرضها وارتفاع تركيب وحدات الإنارة فوق مستوى العمل (فسقف بارتفاع 2.8 m ومكاتب بارتفاع 0.8 m مثلًا يعطيان 2.0 m).
  2. تُدخَل شدة الاستضاءة المطلوبة باللوكس للمهمة؛ فالمكاتب مثلًا تُصمَّم عادةً على نحو 500 lx عند منطقة المهمة، وتؤخذ قيمة مهمتك من EN 12464-1 أو ISO 8995-1.
  3. يُدخَل الفيض الضوئي لكل مصباح وعدد المصابيح في الوحدة (ولوحدات LED يُدخَل فيض الوحدة كاملة مع 1).
  4. يُدخَل معامل الاستخدام من جدول الشركة المصنّعة لدليل الغرفة ونسب الانعكاس، ومعامل الصيانة.
  5. يمكن إدخال قدرة الوحدة الواحدة اختياريًا لمعرفة القدرة المركّبة وكثافتها بالواط لكل متر مربع.

طريقة الحساب: المعادلة

K = L × W / (Hm × (L + W)) N = E × A / (Φ × n × UF × MF) → rounded up E_achieved = N × Φ × n × UF × MF / A LPD = N × P_luminaire / A

تنتج المصابيح فيضًا ضوئيًا كليًا قدره N × n × Φ لومن، لا يصل منه إلى مستوى العمل إلا جزء. ومعامل الاستخدام UF هو هذا الجزء، ويتوقف على توزيع الضوء من الوحدة، وعلى أبعاد الغرفة التي يلخّصها دليل الغرفة K، وعلى نسب انعكاس السقف والجدران والأرضية. أما معامل الصيانة MF فيحتسب انخفاض الضوء مع تقادم المصابيح واتساخ الوحدات والغرفة. وبقسمة الفيض الواصل على مساحة الأرضية نحصل على متوسط شدة الاستضاءة، وبعكس العلاقة نحصل على عدد الوحدات.

الرموز والوحدات

الرمزالمعنىالوحدة
L, Wطول الغرفة وعرضهاm
Hmارتفاع التركيب فوق مستوى العملm
Kدليل الغرفة—
Eمتوسط شدة الاستضاءة المحافَظ عليها على مستوى العملlx
Aمساحة الغرفة L × Wm²
Φالفيض الضوئي لمصباح واحد (أو لوحدة LED كاملة)lm
nعدد المصابيح في الوحدة—
UFمعامل الاستخدام—
MFمعامل الصيانة—
Nعدد وحدات الإنارة—

مثال محلول

مكتب أبعاده 10 m × 6 m، ووحدات الإنارة على ارتفاع 2.0 m فوق المكاتب، والمطلوب 500 lx، بوحدات LED فيض كل منها 4000 lm وقدرتها 36 W، ومعامل استخدام 0.6 ومعامل صيانة 0.8 (قيم على سبيل المثال):

A = 60 m², K = 60 / (2.0 × 16) = 1.875 N = 500 × 60 / (4000 × 1 × 0.6 × 0.8) = 30 000 / 1920 = 15.6 → 16 E_achieved = 16 × 1920 / 60 = 512 lx Layout 4 × 4, spacing 2.5 m × 1.5 m Installed power = 16 × 36 = 576 W, LPD = 9.6 W/m²

الافتراضات

  • متوسط شدة الاستضاءة المحافَظ عليها على كامل مستوى العمل في غرفة مستطيلة.
  • وحدات الإنارة موزعة بانتظام، وتبعد الوحدات الطرفية عن الجدران نحو نصف المسافة بين وحدتين.
  • معاملا الاستخدام والصيانة المُدخَلان يخصّان هذه الوحدة ودليل الغرفة ونسب الانعكاس وخطة الصيانة.

حدود الاستخدام

  • يجب أن يؤخذ معامل الاستخدام من جدول معاملات الاستخدام الذي تصدره الشركة المصنّعة للوحدة بحسب دليل الغرفة ونسب الانعكاس، والقيمة الافتراضية 0.6 مثال فقط.
  • معامل الصيانة الافتراضي 0.8 مثال لوحدات LED في بيئة نظيفة؛ وتحتاج الغرف الأكثر اتساخًا أو فترات التنظيف الأطول أو مصادر الضوء الأسرع تراجعًا في فيضها إلى قيمة أقل.
  • لا تُغطّى انتظامية الاستضاءة والإبهار (UGR) والاستضاءة الأسطوانية وضوء النهار وإنارة الطوارئ؛ ويُستخدم لها حساب نقطة بنقطة، في DIALux أو Relux مثلًا.
  • يجب أن تبقى المسافات بين الوحدات ضمن أقصى نسبة بين المسافة والارتفاع تحددها الشركة المصنّعة، وإلا جاءت الإنارة غير منتظمة.
  • تؤخذ متطلبات شدة الاستضاءة للمهام المختلفة من المواصفة المطبَّقة لا من هذه الصفحة.

المراجع

معايير ومراجع تتناول هذا الموضوع؛ اعتمد الإصدار المعمول به في بلدك.

  • EN 12464-1، الضوء والإنارة — إنارة أماكن العمل — الجزء 1: أماكن العمل الداخلية (متطلبات شدة الاستضاءة المحافَظ عليها والانتظامية والإبهار).
  • ISO 8995-1، إنارة أماكن العمل — الجزء 1: الأماكن الداخلية.
  • CIBSE / SLL، ‏The SLL Code for Lighting (طريقة اللومن ودليل الغرفة ومعاملا الاستخدام والصيانة).
  • CIE 97، دليل صيانة أنظمة الإنارة الكهربائية الداخلية (معامل الصيانة).

أسئلة شائعة

ما شدة الاستضاءة التي أصمّم عليها؟

تتوقف على المهمة، وتحددها مواصفات مثل EN 12464-1 وISO 8995-1؛ فالمكاتب مثلًا تُصمَّم عادةً على نحو 500 lx عند منطقة المهمة. أما المهام الأخرى فتؤخذ قيمتها من المواصفة المطبَّقة على مشروعك بدلًا من الاعتماد على قوائم عامة.

من أين يأتي معامل الاستخدام؟

من البيانات الضوئية للوحدة التي تصدرها الشركة المصنّعة؛ إذ يعطي جدول معاملات الاستخدام القيم بحسب دليل الغرفة K ونسب انعكاس السقف والجدران والأرضية. فالغرفة العريضة المنخفضة ذات الأسطح الفاتحة معامل استخدامها مرتفع، والغرفة الضيقة أو العالية أو الداكنة معاملها منخفض.

ماذا يحتسب معامل الصيانة؟

ينخفض الضوء مع الوقت لأن مصدر الضوء يفقد جزءًا من فيضه وتتراكم الأتربة على الوحدة وأسطح الغرفة. ويضمن معامل الصيانة بقاء الشدة المطلوبة متحققة حتى نهاية دورة الصيانة، وتشرح CIE 97 طريقة حسابه من مكوّناته.

لماذا تزيد شدة الاستضاءة المحققة على المطلوبة؟

لأن عدد الوحدات يُقرَّب إلى عدد صحيح أعلى، وقد يحتاج التوزيع إلى وحدات إضافية ليكتمل شكل الشبكة. والزيادة البسيطة أمر طبيعي، فإن كانت كبيرة فقد تناسب وحدةٌ بفيض مختلف أكثر.

ما دليل الغرفة؟

K = L × W / (Hm × (L + W)) يقارن مساحة الأرضية بمساحة الجدران بين مستوى العمل ووحدات الإنارة، فيلخّص شكل الغرفة بحيث يمكن قراءة معامل الاستخدام من الجدول.

أمثلة مضبوطة مسبقًا

حاسبات ذات صلة

تضمين هذه الحاسبة في موقعك

الصق هذه الشيفرة في صفحتك لعرض الحاسبة داخل إطار. يجب أن يبقى رابط النسبة ظاهرًا. الصفحة المضمّنة خالية من الإعلانات ولا تخزّن أي بيانات.

كيف جرى التحقق من هذه المعادلات: المنهجية والاختبار.