Elektriciteit & Verlichting
Deel 1: Verlichting
H1 – Waarneming van licht
1. Inleiding
Energie-efficiënt gebruik licht – wrm belangrijk?
EU 14% - wereldwijd 19% tot elektrisch verbruik
→ steeds minder verbruiken → leds toepassen
→ meest efficiënte verlichting: licht dat ni brandt / buitenlicht
→ ontwerper zoveel mogelijk natuurlijk licht inschakelen
EPB
→ verlichting belangrijke invloed op E-peil → NIET-RESIDENTIEEL
woning moeilijk inschatten (bij ied anders, pers gevoel, buitenlicht, ramen)
Elektriciteitsprijzen
→ enorme stijging: meer vraag hoe besparen – leds (kleine variaties per land/voorbij inkomen)
Welk licht (buiten)?
Dag/natuurlijk licht = 1e prioriteit ontwerper → onbetrouwbaar
Welk: zitpositie lucht zien = gelukkiger + beter presteren = wet bewezen, ni altijd haalbaar
1. Sturen fysiologische + psychologische processen in menselijk licht (op afgestemd)
2. Bevordert productiviteit
3. Op netvlies: biologische klok gesynchroniseerd
Blauw licht = daglicht – juiste hormonen aanmaken om wakker te w
Kunst/binnenlicht = kleur licht rond middag – ni goe – hoofd idee middag
→ Warmer: lichaam andere hormonen aanmaken
→ Bedrijven: leds die v kleur veranderen
4. Voorkomen ziektes, slaapstoornissen (snachts werken, kantoren ni buiten kijken)
Verblinding: te veel daglicht,
zon gn gewenst licht – evenwicht dag-zonlicht
Contrast: slechtzienden
Wetgeving: KB arbeidsplaatsen Koninklijk Besluit
(normen: kwaliteitsvolle werkruimte realiseren)
NOORD: diffuus – zon door wolken – ni rechtstreeks
→ veel verlies warmte – ramen minder groot – afwering
ZUID: fluctuerend – wisselt constant – winter veel gratis
zonnewarmte → oververhitting (steile zon)
OOST: zon heel laag
1
,Elektriciteit & Verlichting
Aspecten verlichting (binnen): vb museum
Goed zien: leesbaarheid, kleur, vorm, textuur
Prettige beleving: sfeer, beleving ruimte, verhaal ondersteunen
Minimum schade: verf afgaan
Theorieën doorheen tijd: Wat is “licht”? Fysisch bekijken - licht als:
Partikel-theorie – Newton
Verplaatst in rechte lijn – reflecteert zoals bal tegen muur botst
Zag reflectie en refractie
Probleem: partikels (deeltjes) ni rechtstreeks waarnemen → te klein/snel
Golf-theorie
Bewijzen dat licht golf is → ku gn partikels zn
Plaat 2 spleten – scheen op 2e plaat
→ volgens partikel-theorie zou hij 2 lijnen moeten zien → golf
→ afh v wr golf botst: andere lijn
(Einstein: gn golven mr deeltjes: fotonen)
Elektromagnetisch spectrum
Wat zit in golf? → licht bekeken als elektromagnetisch spectrum v fotonen
(deeltjes die energie krijgen en licht uitstralen)
Golf v elektromagnetische straling (elektronen) – vaste baan – draaien rond kern – zelfde energie
→ tenzij elek/energie bij komt: energie uitstralen
Atoom = kern wr elektronen rond draaien op vaste baan → energie (elek/druk) toevoegen =
elektronen geëxciteerd → te veel energie → nr hogere (energie)baan → willen terug
→ overtollige energie kwijt → uitstoten als fotonen (Wat is licht = fotonen die ontstaan dr…)
Deel lichtspectrum zichtbaar vr mens ROGGBIV = 380-780 nanometer (ts ultraviolet-infrarood)
Vermogen per golflengte
Lambda = golflengte (licht) = nanometer – Horizontaal
Vermogen in Watt – Verticaal
Spectra v lichtbronnen:
TL/gaslamp buis: ook wr we ni zien bep straling
(IR warmte staling, aandacht bij bep lampen)
Pieken redelijk blauw licht
Probleem: kleurdichtheid ni zelfde onder daglicht (shoppen)
Gloeilamp/halogeenlamp: rechte curve → Quicklamp: veel pieken
Licht dat er uit komt = vermogen piek + gevoeligheid oog
“Welke lichtbron dekt volledig spectrum?” → zon
2
,Elektriciteit & Verlichting
2. Werking menselijk oog
Sclera → harde oogvlieg → stevig, wit, bescherming
Cornea → hoornvlies → doorzichtig, licht binnen
Retina → netvlies → zintuigcellen, staafjes, kegeltjes
→ impulsen nr zenuwstelsel
Fovea centralis → centrale groef = inzinking in gele vlek v netvlies
→ zenuwen meest gevoelig
→ oog beweegt continu om licht zo goe mogelijk op gele plek te krijgen
Blinde vlek → oogzenuw aangesloten op oog, gn netvlies (gn kegel/staafjes/zicht)
Staafjes = contrasten waarn (z/w, l/d) – zeer gevoelig – 1 soort (+-100 milj)
Kegeltjes = kleuren waarn – minder gevoelig – 3 soorten/kleuren (+-6 milj)
Zenuwbanen = 1 milj op oog
Staafjes: scotopisch zicht
Alle kegels uitschakelen → grijstinten/contrasten
Kegeltjes: fotopisch zicht
Alle staafjes uitschakelen → 3 kleuren: rood, blauw, groen (honden 2, vogels 4)
→neuraal netwerk maakt continu verbindingen om andere kleuren waar te nemen
Blauw vral gevoelig bij lage golflengte – minder licht: blauw langer blijven zien
Contrast wijzigt bij minder licht → staafjes nemen over
Purkinje-effect
Verschijnsel wrbij lichtgevoeligheid bij lage verlichtingssterkte nr blauwe kant v spectrum verschuift
(eerst alleen nog blauw, dan volledig zw contrasten)
Ooggevoeligheidscurve (Wald + Crawford)
Combinatie gevoeligheid staafjes-kegeltjes
→ bep kleuren gevoeliger dan andere (groen heel duidelijk) – vroeger in natuur
Vlamda curve = fotopische ooggevoeligheidscurve
Monochomatisch = 1 zelfde kleur
Afh v golflengte – bep ooggevoeligheid (max gevoeligheid 1, 555 piek groen)
Welke LED meest helder? → vermogen net x ooggevoeligheid (aflezen)
→ laagste vermogen beste zien (hoog vermogen is ni perse veel licht vr oog, in piek beste waarnemen)
3
, Elektriciteit & Verlichting
3. Fotometrische lichtgrootheden
Radiometrie
= hvlh vermogen/intensiteit uit lamp = stralingsgrootheid – Watt – W
→ stralingsstroom
Alles wat we ZIEN/WAARNEMEN
(lampen optellen x vermogen, simpel meetbaar)
Fotometrie
= zichtbare/optische straling = stralingsgrootheid x ooggevoeligheid = lichtgrootheid – lumen – lm
→ lichtstroom
Alles wat we METEN
(ni simpel optellen, hoe mens waarneemt, gemiddeld: elk oog anders)
(museum/expo soms belangrijke impact: IR/UV)
1) Lichtstroom
Hvlh licht uit armatuur (zichtbare straling) → lichtstroom – lumen – lm
METEN: met integrerende sfeer of bol v Ulbricht (lamp in)
Lamprendement = efficiëntie lichtbron = specifieke lichtstroom
= hvl straling uit lamp vr hvlh energie ingestoken → lichtstroom (lumen – lm) : vermogen (Pascale – W)
Hoe minder energie – hoe hoger lumen – hoe beter
Leds (blauw) 1980 ni efficiënt → heel snelle opkomst → nu meest efficiënt
Minst efficiënt → gloei / gas
2) Verlichtingssterkte
Hvl licht/zichtbare straling (lumen) op opp
→ verlichtingssterkte – E = lm/m² = lux – lx
Afh v positie lichtbron – op elk opp anders → dichter bij lamp sterker + afh v orientatie (schuin)
NORM: Opgenomen in KB arbeidsplaatsen
➢ Verlichtingssterkte afh v functie (chirurg) → 500lux min bij visuele taken
➢ U = gelijkmatige lichtverdeling → verschil 2 plekken in ruimte (taakgebied – omgeving)
0 zwart → 1 wit
- Min 0.4-0.7 in taakgebied
- Min 0.4 in directe omgeving
- Min 0.1 in achtergrond
Min reflecties → ni verblinden (lichte kleuren plafond, vloeren mogen donkerder)
➢ UGR = verblindingsindex → te donker/licht storend
→ rechtstreeks (in gezicht), onrechtstreeks (reflectie)
Voorkomen: matte wandbekleding + grote armaturen
+ lichte plafonds/wanden + juiste plaatsing met lage luminantie
➢ Ra / CRI = lichtkleur = kleurweergaveIndex (paarse trui) → liefst >80%
➢ (K = kleurtemperatuur → warm/koud) ni op fiche: eigen keus
Meten: Software-output → ni met hand uitrekenen → DIALUX / RELUX
4
Deel 1: Verlichting
H1 – Waarneming van licht
1. Inleiding
Energie-efficiënt gebruik licht – wrm belangrijk?
EU 14% - wereldwijd 19% tot elektrisch verbruik
→ steeds minder verbruiken → leds toepassen
→ meest efficiënte verlichting: licht dat ni brandt / buitenlicht
→ ontwerper zoveel mogelijk natuurlijk licht inschakelen
EPB
→ verlichting belangrijke invloed op E-peil → NIET-RESIDENTIEEL
woning moeilijk inschatten (bij ied anders, pers gevoel, buitenlicht, ramen)
Elektriciteitsprijzen
→ enorme stijging: meer vraag hoe besparen – leds (kleine variaties per land/voorbij inkomen)
Welk licht (buiten)?
Dag/natuurlijk licht = 1e prioriteit ontwerper → onbetrouwbaar
Welk: zitpositie lucht zien = gelukkiger + beter presteren = wet bewezen, ni altijd haalbaar
1. Sturen fysiologische + psychologische processen in menselijk licht (op afgestemd)
2. Bevordert productiviteit
3. Op netvlies: biologische klok gesynchroniseerd
Blauw licht = daglicht – juiste hormonen aanmaken om wakker te w
Kunst/binnenlicht = kleur licht rond middag – ni goe – hoofd idee middag
→ Warmer: lichaam andere hormonen aanmaken
→ Bedrijven: leds die v kleur veranderen
4. Voorkomen ziektes, slaapstoornissen (snachts werken, kantoren ni buiten kijken)
Verblinding: te veel daglicht,
zon gn gewenst licht – evenwicht dag-zonlicht
Contrast: slechtzienden
Wetgeving: KB arbeidsplaatsen Koninklijk Besluit
(normen: kwaliteitsvolle werkruimte realiseren)
NOORD: diffuus – zon door wolken – ni rechtstreeks
→ veel verlies warmte – ramen minder groot – afwering
ZUID: fluctuerend – wisselt constant – winter veel gratis
zonnewarmte → oververhitting (steile zon)
OOST: zon heel laag
1
,Elektriciteit & Verlichting
Aspecten verlichting (binnen): vb museum
Goed zien: leesbaarheid, kleur, vorm, textuur
Prettige beleving: sfeer, beleving ruimte, verhaal ondersteunen
Minimum schade: verf afgaan
Theorieën doorheen tijd: Wat is “licht”? Fysisch bekijken - licht als:
Partikel-theorie – Newton
Verplaatst in rechte lijn – reflecteert zoals bal tegen muur botst
Zag reflectie en refractie
Probleem: partikels (deeltjes) ni rechtstreeks waarnemen → te klein/snel
Golf-theorie
Bewijzen dat licht golf is → ku gn partikels zn
Plaat 2 spleten – scheen op 2e plaat
→ volgens partikel-theorie zou hij 2 lijnen moeten zien → golf
→ afh v wr golf botst: andere lijn
(Einstein: gn golven mr deeltjes: fotonen)
Elektromagnetisch spectrum
Wat zit in golf? → licht bekeken als elektromagnetisch spectrum v fotonen
(deeltjes die energie krijgen en licht uitstralen)
Golf v elektromagnetische straling (elektronen) – vaste baan – draaien rond kern – zelfde energie
→ tenzij elek/energie bij komt: energie uitstralen
Atoom = kern wr elektronen rond draaien op vaste baan → energie (elek/druk) toevoegen =
elektronen geëxciteerd → te veel energie → nr hogere (energie)baan → willen terug
→ overtollige energie kwijt → uitstoten als fotonen (Wat is licht = fotonen die ontstaan dr…)
Deel lichtspectrum zichtbaar vr mens ROGGBIV = 380-780 nanometer (ts ultraviolet-infrarood)
Vermogen per golflengte
Lambda = golflengte (licht) = nanometer – Horizontaal
Vermogen in Watt – Verticaal
Spectra v lichtbronnen:
TL/gaslamp buis: ook wr we ni zien bep straling
(IR warmte staling, aandacht bij bep lampen)
Pieken redelijk blauw licht
Probleem: kleurdichtheid ni zelfde onder daglicht (shoppen)
Gloeilamp/halogeenlamp: rechte curve → Quicklamp: veel pieken
Licht dat er uit komt = vermogen piek + gevoeligheid oog
“Welke lichtbron dekt volledig spectrum?” → zon
2
,Elektriciteit & Verlichting
2. Werking menselijk oog
Sclera → harde oogvlieg → stevig, wit, bescherming
Cornea → hoornvlies → doorzichtig, licht binnen
Retina → netvlies → zintuigcellen, staafjes, kegeltjes
→ impulsen nr zenuwstelsel
Fovea centralis → centrale groef = inzinking in gele vlek v netvlies
→ zenuwen meest gevoelig
→ oog beweegt continu om licht zo goe mogelijk op gele plek te krijgen
Blinde vlek → oogzenuw aangesloten op oog, gn netvlies (gn kegel/staafjes/zicht)
Staafjes = contrasten waarn (z/w, l/d) – zeer gevoelig – 1 soort (+-100 milj)
Kegeltjes = kleuren waarn – minder gevoelig – 3 soorten/kleuren (+-6 milj)
Zenuwbanen = 1 milj op oog
Staafjes: scotopisch zicht
Alle kegels uitschakelen → grijstinten/contrasten
Kegeltjes: fotopisch zicht
Alle staafjes uitschakelen → 3 kleuren: rood, blauw, groen (honden 2, vogels 4)
→neuraal netwerk maakt continu verbindingen om andere kleuren waar te nemen
Blauw vral gevoelig bij lage golflengte – minder licht: blauw langer blijven zien
Contrast wijzigt bij minder licht → staafjes nemen over
Purkinje-effect
Verschijnsel wrbij lichtgevoeligheid bij lage verlichtingssterkte nr blauwe kant v spectrum verschuift
(eerst alleen nog blauw, dan volledig zw contrasten)
Ooggevoeligheidscurve (Wald + Crawford)
Combinatie gevoeligheid staafjes-kegeltjes
→ bep kleuren gevoeliger dan andere (groen heel duidelijk) – vroeger in natuur
Vlamda curve = fotopische ooggevoeligheidscurve
Monochomatisch = 1 zelfde kleur
Afh v golflengte – bep ooggevoeligheid (max gevoeligheid 1, 555 piek groen)
Welke LED meest helder? → vermogen net x ooggevoeligheid (aflezen)
→ laagste vermogen beste zien (hoog vermogen is ni perse veel licht vr oog, in piek beste waarnemen)
3
, Elektriciteit & Verlichting
3. Fotometrische lichtgrootheden
Radiometrie
= hvlh vermogen/intensiteit uit lamp = stralingsgrootheid – Watt – W
→ stralingsstroom
Alles wat we ZIEN/WAARNEMEN
(lampen optellen x vermogen, simpel meetbaar)
Fotometrie
= zichtbare/optische straling = stralingsgrootheid x ooggevoeligheid = lichtgrootheid – lumen – lm
→ lichtstroom
Alles wat we METEN
(ni simpel optellen, hoe mens waarneemt, gemiddeld: elk oog anders)
(museum/expo soms belangrijke impact: IR/UV)
1) Lichtstroom
Hvlh licht uit armatuur (zichtbare straling) → lichtstroom – lumen – lm
METEN: met integrerende sfeer of bol v Ulbricht (lamp in)
Lamprendement = efficiëntie lichtbron = specifieke lichtstroom
= hvl straling uit lamp vr hvlh energie ingestoken → lichtstroom (lumen – lm) : vermogen (Pascale – W)
Hoe minder energie – hoe hoger lumen – hoe beter
Leds (blauw) 1980 ni efficiënt → heel snelle opkomst → nu meest efficiënt
Minst efficiënt → gloei / gas
2) Verlichtingssterkte
Hvl licht/zichtbare straling (lumen) op opp
→ verlichtingssterkte – E = lm/m² = lux – lx
Afh v positie lichtbron – op elk opp anders → dichter bij lamp sterker + afh v orientatie (schuin)
NORM: Opgenomen in KB arbeidsplaatsen
➢ Verlichtingssterkte afh v functie (chirurg) → 500lux min bij visuele taken
➢ U = gelijkmatige lichtverdeling → verschil 2 plekken in ruimte (taakgebied – omgeving)
0 zwart → 1 wit
- Min 0.4-0.7 in taakgebied
- Min 0.4 in directe omgeving
- Min 0.1 in achtergrond
Min reflecties → ni verblinden (lichte kleuren plafond, vloeren mogen donkerder)
➢ UGR = verblindingsindex → te donker/licht storend
→ rechtstreeks (in gezicht), onrechtstreeks (reflectie)
Voorkomen: matte wandbekleding + grote armaturen
+ lichte plafonds/wanden + juiste plaatsing met lage luminantie
➢ Ra / CRI = lichtkleur = kleurweergaveIndex (paarse trui) → liefst >80%
➢ (K = kleurtemperatuur → warm/koud) ni op fiche: eigen keus
Meten: Software-output → ni met hand uitrekenen → DIALUX / RELUX
4
