Fotometria
Fotometria a výpočet osvetlenia
Svietivosť a krivky v cd/klm, uhol lúča a poľa, bodová metóda a metóda toku, udržiavací činiteľ, životnosť Lx By a požiadavky EN 12464-1:2021 – s výpočtami, ktoré si overíte na kalkulačke.
Navrhujte na udržiavanú osvetlenosť (nová × MF), životnosť porovnávajte len pri rovnakom Lx By a pri kanceláriách pracujte s Ēm modified a novými požiadavkami na cylindrickú osvetlenosť, steny a strop.
01Veličiny
| Veličina | Značka | Jednotka | Poznámka pre projekt |
|---|---|---|---|
| Svetelný tok | Φ | lm | pri LED svietidle vždy tok svietidla, nie čipu |
| Svietivosť | I | cd | v smere; v súboroch normovaná na 1 000 lm (cd/klm) |
| Osvetlenosť | E | lx = lm/m² | výsledok výpočtu na rovine (vodorovná, zvislá, cylindrická) |
| Jas | L | cd/m² | rozhoduje o oslnení a vnímaní plôch |
| Merný výkon svietidla | η | lm/W | tok svietidla / príkon vrátane drivera |
| Činiteľ svetelného toku svietidla | LOR | % | pri LED svietidlách meraných ako celok = 100 % |
02Krivka svietivosti (LIDC)
Krivka svietivosti je rez telesom svietivosti v rovine C. Kreslí sa polárne (pri úzkych reflektoroch aj kartézsky). Rotačne symetrické svietidlo má jednu krivku, osovo symetrické aspoň dve (napr. C0–C180 a C90–C270). Hodnoty v cd/klm prepočítate na kandely:
I [cd] = I [cd/klm] × Φ [lm] / 1 00003Uhol lúča, uhol poľa a svetelná stopa
Uhol lúča (beam angle) je uhol, kde svietivosť klesne na 50 % maxima. Uhol poľa (field angle) je hranica 10 % maxima – určuje, kde stopa reálne končí. Katalógy uvádzajú takmer vždy len uhol lúča.
d = 2 · a · tan(β / 2)d – priemer stopy, a – vzdialenosť k ploche, β – uhol lúča alebo poľa- Výška svietidla nad podlahou 2,5 m, uhol lúča 40°: d = 2 · 2,5 · tan 20° = 2 · 2,5 · 0,364 = 1,82 m (hranica 50 %).
- Pri uhle poľa ≈ 73° (z krivky vyššie): d = 2 · 2,5 · tan 36,5° ≈ 3,70 m – tu svetlo naozaj „končí“.
- Obraz na stene vo vzdialenosti 1,5 m od svietidla: d = 2 · 1,5 · tan 20° ≈ 1,09 m.
- Osvetlenosť v strede stopy: E = I / a². Pri Imax ≈ 576 cd (1 800 cd/klm × 0,32 klm) a a = 2,5 m: E ≈ 576 / 6,25 ≈ 92 lx.
Svietivosť je odhad z ilustračnej krivky – reálna hodnota je v súbore LDT/IES svietidla.
04Bodová metóda
Bodová metóda počíta osvetlenosť v konkrétnom bode z krivky svietivosti. Vychádza zo zákona štvorca vzdialenosti a kosínusového zákona:
Eh = I(γ) · cos³γ / h² · Ev = I(γ) · cos²γ · sin γ / h²h – výška svietidla nad rovinou výpočtu, γ – uhol od zvislice- Svietidlo A priamo nad bodom (γ = 0°), I(0°) = 1 000 cd, h = 2,5 m: E = 1 000 / 6,25 = 160 lx.
- Svietidlo B vo vodorovnej vzdialenosti 1,44 m (γ = 30°), I(30°) = 1 000 cd: E = 1 000 · 0,650 / 6,25 ≈ 104 lx.
- Príspevky sa sčítajú: E ≈ 160 + 104 = 264 lx (bez odrazov – reálne vyššie).
Bodová metóda platí pre bodový zdroj (vzdialenosť ≳ 5 × rozmer svietiacej plochy) a nezahŕňa odrazy od stien a stropu.
05Metóda toku (orientačne)
Rýchly odhad počtu svietidiel pre priemernú osvetlenosť. Činiteľ využitia UF (podiel toku, ktorý dopadne na rovinu) sa berie z tabuliek výrobcu alebo z programu. Metóda nenahrádza výpočet – nehovorí nič o rovnomernosti ani oslnení.
n = Ē · A / (Φsvietidla · UF · MF)- A = 24 m², požadovaná udržiavaná osvetlenosť Ē = 500 lx.
- Svietidlo 3 000 lm (tok svietidla), UF = 0,60, MF = 0,80.
- n = 500 · 24 / (3 000 · 0,60 · 0,80) = 12 000 / 1 440 = 8,3 → 9 svietidiel (alebo 8 a overenie výpočtom).
Pre orientačný návrh podľa typu miestnosti použite Projektovú kalkulačku.
06Udržiavací činiteľ
Normové hodnoty osvetlenosti sú udržiavané – nesmú klesnúť pod ne ani pred údržbou. Návrh preto počíta s novou hodnotou vyššou o udržiavací činiteľ (CIE 97:2005):
- LLMF – pokles toku zdroja v čase,
- LSF – podiel zdrojov, ktoré ešte svietia (pri LED rozhoduje úplné zlyhanie svietidla),
- LMF – znečistenie svietidla (pokles LOR v čase),
- RSMF – znečistenie povrchov miestnosti (nepôsobí úmerne).
Novšia ISO/CIE TS 22012:2019 definuje MF pre LED svietidlá ako LLMF × LSF × LMF. Príklad: na udržiavaných 1 000 lx sa pri MF 0,8 navrhne 1 000 / 0,8 = 1 250 lx. Prebytok na začiatku životnosti možno „zrezať“ senzorom alebo funkciou konštantného toku (CLO) v driveri.
07Životnosť LED: Lx By (Cz)
- Lx – podiel počiatočného toku, ktorý ostane (L70 = 70 %),
- By – percento kusov, ktoré Lx nesplnia (B50 = medián, B10 = 10 % najhorších),
- Cz – percento úplne zlyhaných kusov; niektorí výrobcovia uvádzajú Fy = By + Cz.
Nariadenie (EÚ) 2019/2020 vyžaduje na obale svetelného zdroja životnosť L70B50 v hodinách. Údaj L80B10 je výrazne prísnejší. Bez uvedenia L a B je „50 000 h“ v ponuke neporovnateľné.
08EN 12464-1:2021 – čo sa zmenilo
Vydanie 2021 (platí od 1. 9. 2021) presunulo požiadavky na steny, strop a cylindrickú osvetlenosť do tabuliek, hodnoty zvýšilo a pridalo stĺpec Ēm modified – vyššiu hodnotu pri kontextových modifikátoroch. Príklad z tabuľky kancelárií:
| Činnosť | Ēm req. [lx] | Ēm mod. [lx] | Uo | Ra | RUGL | Ēm,z | Ēm,wall | Ēm,ceiling |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kopírovanie, archivácia spisov | 300 | 500 | 0,40 | 80 | 19 | 100 | 100 | 75 |
| Písanie, čítanie, spracovanie dát | 500 | 1000 | 0,60 | 80 | 19 | 150 | 150 | 100 |
| CAD pracoviská | 500 | 1000 | 0,60 | 80 | 19 | 150 | 150 | 100 |
| Konferenčné miestnosti | 500 | 1000 | 0,60 | 80 | 19 | 150 | 150 | 100 |
| Recepcia | 300 | 750 | 0,60 | 80 | 22 | 100 | 100 | 75 |
| Archív | 200 | 300 | 0,40 | 80 | 25 | 75 | 75 | 50 |
Riadky pre hotely, reštaurácie a obchody prevezmite priamo zo znenia normy.
Kontextové modifikátory – pri 1–2 platných sa zvyšuje o jeden stupeň, pri viac ako 2 o dva stupne:
- kritická zraková práca, drahé chyby, dôležitá presnosť, produktivita alebo koncentrácia,
- malé alebo nízkokontrastné detaily, neobvykle dlhá úloha, málo denného svetla, znížený zrak pracovníka.
- O stupeň nižšie: veľké alebo kontrastné detaily, neobvykle krátka úloha.
Rad stupňov osvetlenosti (EN 12665): … 100 – 150 – 200 – 300 – 500 – 750 – 1 000 – 1 500 – 2 000 lx …
LENI (EN 15193-1) je ukazovateľ energie osvetlenia v kWh/(m²·rok) – ročná spotreba osvetlenia vrátane parazitnej spotreby na plochu. Viac v téme Svetelnotechnický návrh.
09Časté chyby v projekte
- Počítať s tokom zdroja (čipu) namiesto toku svietidla.
- Vynechať udržiavací činiteľ – nová inštalácia vyhovie, po roku už nie.
- Porovnávať „50 000 h“ a „25 000 h“ bez L a B.
- Kancelária navrhnutá len na 500 lx na stole bez Ēm,z, stien a stropu podľa vydania 2021.
- Použiť LDT „podobného“ svietidla – iný reflektor alebo tienidlo znamená inú krivku.
Normy a zdroje
- EN 12464-1:2021 – osvetlenie pracovísk v interiéri
- EN 12665 – základné pojmy a kritériá (rad osvetleností)
- CIE 97:2005 – údržba interiérových osvetľovacích sústav
- ISO/CIE TS 22012:2019 – udržiavací činiteľ pre LED
- EN 15193-1:2017 – energetická hospodárnosť osvetlenia (LENI)
- Nariadenie Komisie (EÚ) 2019/2020, príloha II
- ERCO Glossary – krivka svietivosti, uhol lúča
- Helvar: whitepaper k EN 12464-1:2021
- TRILUX Lighting practice – udržiavací činiteľ
Text je odborná pomôcka pre projekt, nenahrádza znenie noriem a predpisov ani posúdenie projektanta. Normy STN sú dostupné v ÚNMS SR. Stav k 10/2026.