3.Естественное освещение, его регулярные и нерегулярные факторы. Цветовая температура при естественном освещении

Естественное освещение – это освещение, создаваемое направленным или рассеянным солнечным светом или светом неба, проникающим через световые проёмы помещения.  Естественное освещение делится на следующие виды:

• верхнее естественное освещение;

• боковое естественное освещение;

• комбинированное естественное освещение.

Согласно санитарным нормам все помещения, в которых постоянно находятся люди, должны иметь естественное освещение.  Расчёт естественного освещения должен обеспечить оптимальное выполнение требований, предъявляемых для естественного освещения конкретных помещений.  Величина естественного освещения изменяется в зависимости от широты местности, времени года и дня, состояние погоды. Поэтому естественное освещение нельзя количественно задавать величиной освещенности.  Естественное освещение в помещении определяется коэффициентом естественного освещения (КЕО).  Значение коэффициента естественного освещения в помещениях устанавливается нормами СНиП ІІ479.  Снижение расчетного коэффициента естественного освещения по отношению к нормированному допускается только на 10%.  Расчитывать норму естественного освещения нужно исключая помехи, создаваемые мебелью и деревьями.  Верхнее и комбинированное естественное освещение имеют то преимущество, что обеспечивают более равномерное освещение помещения.  Боковое естественное освещение создаёт значительную неравномерность в освещении участков, расположенных вблизи окон или вдали от них.  При верхнем или комбинированном естественном освещении среднее значение коэффициента естественного освещения устанавливается в точках, которые располагаются на пересечении рабочей поверхности и вертикальной плоскости характерного разреза помещения.  В качестве расчётной точки принимается геометрический центр помещения или место, расположенное на расстоянии 1 метр от поверхности стены, находящейся напротив бокового светопроёма.  Если в помещении организовано комбинированное естественное освещение, комната может быть поделена на зоны с верхним и боковым естественным освещением.  В каждой из зон производится отдельный расчёт естественного освещения.  При недостаточности естественного освещения используется комбинированное (совмещенное) освещение. Комбинированное освещение представляет собой освещение, при котором в светлое время суток используется одновременно искусственный и естественный свет.

Чтобы понять сущность естественного освещения необходимо сначала определиться, что собой представляет освещение в широком смысле. Освещение - это такое распространение света в пространстве, которое характеризуется величиной, направлением и видом светового потока. Освещение одновременно является техническим средством, необходимым для фотографирования, а также основным изобразительным приемом. Типы источников освещения  По виду источников света выделяют естественное, искусственное и смешанное освещение. Самым популярным и рекомендуемым видом освещения при фотосъемке является естественное, которое представляет собой освещение прямым или отраженным светом и образуется лучистой энергией от солнца. Очевидно, что естественное освещение зависит от погодных, астрономических (географические координаты) условий, а также от времени суток и от времени года. На него оказывает влияние уровень дополнительного освещения и характер предметов, находящихся в радиусе фотосъемки. Плюсы  и минусы естественного освещения.  Основная его особенность - непостоянство. На дневное освещение оказывают влияние регулярные (время года, наличие солнца) и нерегулярные (погодные условия) факторы. Чем выше солнце, тем выше интенсивность света. В зависимости от уровня солнца день условно делится на периоды: эффектное освещение (высота солнца от 0 до 15°) - не рекомендуется фотосъемка, освещение невыразительное, много ярко-оранжевых лучей, нет тени; нормальное дневное освещение (высота солнца от 15 до 60°) - самое оптимальное время для фотографирования, объекты получаются выразительными за счет хорошей освещенности (светотень обозначает объемы, фактуру); зенитное освещение (высота солнца более 60°) - самое неблагоприятное время для фотосъемки, так как образуются очень резкие контрасты освещенности горизонтальных и вертикальных поверхностей. Иногда выделяют время сумеречного освещения (высота солнца примерно 60°), когда нет направленного света, объекты освещаются рассеянным светом неба. В это время фотографируют с целью получить эффект ночных снимков. Самые лучшие условия по спектральному составу при фотосъемке на открытом воздухе образуются, если присутствует так называемая кучевая облачность. В зависимости от плотности и расположения облаков меняется освещенность предметов, контрастность и спектральный состав освещения. Большое влияние на качество фотографии, несомненно, оказывает свет, который отражается от предметов и от поверхности земли. С целью создать более выразительный световой рисунок объект фотографируют при солнечном свете, а солнце в данном случае служит источником рисующего света.

В светотехнике, цветовая температура - важнейшая характеристика источников света, определяющая цветность ламп и цветовую тональность (теплую, нейтральную или холодную) освещаемого этими источниками пространства. Она примерно равна температуре нагретого тела одинакового по цвету с заданным источником света. Цветовая температура измеряется в градусах по шкале Кельвина (К). В практической светотехнике полезно ассоциировать цветовую температуру, воспроизводимую искусственными источниками света различного типа, с естественными источниками освещения.

Шкала цветовых температур делится на три диапазона:

Теплый белый

1850 - 2000 К

Bсточники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - пламя стеариновой свечи. Естественный источник света – утреннее или вечернее сумеречное небо (2000 К). Практика:  У тепловых источников излучения, таких как лампы накаливания или низковольтные галогенные лампы, цветовая температура примерно равна фактической температуре нити накаливания.

2000 – 2700 К

Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - лампы накаливания, натриевые лампы высокого давления (НЛВД). Естественный источник света – небо близ восходящего или заходящего Солнца (2300 – 2400 К) Практика:  Уменьшая ток, проходящий через нить лампы накаливания, меняется не только световой поток, но и цветность излучения, которая становится теплее (краснее). Таким образом, диммируя лампу накаливания большой мощности, можно получить более низкие значения цветовой температуры при необходимом/заданном уровне освещенности. Галогенные лампы накаливания (ГЛН) имеют более высокую температуру нити накала, поэтому свет от них воспринимается более холодным.

2700 - 2800 К

Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - лампы накаливания, галогенные лампы сетевого напряжения, люминесцентные лампы (ЛЛ), компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), светодиоды (СИД / LED). Практика: Люминесцентные лампы, газоразрядные лампы высокого давления и светодиоды воспроизводят различные цветовые температуры, поэтому, разрабатывая проект, необходимо точно указывать значение цветовой температуры применяемого в проекте источника.

2800 - 3500 К

Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - лампы накаливания, галогенные лампы сетевого напряжения, низковольтные галогенные лампы, ЛЛ, КЛЛ, СИД / LED. Практика: Чувствительность человеческого глаза к восприятию цветовой температуры носит нелинейную зависимость. Разница в 500 К в теплой части диапазона цветовых температур заметнее, чем та же разница в холодной части диапазона, поэтому производители источников света предлагают больший ассортимент цветности ламп в теплом диапазоне.

3500 К

Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - галогенные лампы сетевого напряжения, низковольтные галогенные лампы, ЛЛ, КЛЛ, металлогалогенные лампы (МГЛ), СИД / LED. Естественный источник света – Солнце через час после восхода/ до захода Практика: Для обеспечения понятной классификации цветности ламп, излучающих белый цвет, принято разделять источники на три группы: теплый белый, нейтральный белый и белый дневной свет.

Нейтральный белый

4000 К

Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - ЛЛ, КЛЛ, МГЛ, СИД / LED. Естественный источник света – Луна (4125 К) Практика: Диммируя световой поток газоразряных люминесцентных и компактных люминесцентных ламп, цветность их излучения не изменяется.

Холодный белый

5000 К

Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - ЛЛ, КЛЛ, МГЛ, СИД / LED. Естественный источник света – утреннее или вечернее Солнце в ясном небе под углом больше 15 градусов над линией горизонта (3600 – 5000 К).

5500 К

Есточники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - ЛЛ, КЛЛ, МГЛ, СИД / LED. Истественный источник света – Солнце около полудня при легкой облачности (5100 -5600 К).

6500 К

Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - ЛЛ, КЛЛ, МГЛ, СИД / LED. Еестественный источник света – летнее Солнце в зените в синем ясном небе (6000 - 6500 К).

7000 К

Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - МГЛ, СИД / LED. Естественный источник света – дневной свет неба при высокой легкой облачности (6700 -7000 К).

12000 К

Естественный источник света – дневной свет неба при слабой облачности (12 000 - 14 000 К). Цветовая температура ясного голубого неба составляет 15 000 – 27 000 К.