أنواع توزيع الضوء وفقًا لمعايير IESNA وNEMA

قد يؤدي التوزيع غير المناسب للضوء إلى إعاقة عملية ضبط الإضاءة بشكل كامل. لذا، يُعدّ الإلمام بأنواع وتقنيات توزيع الضوء المعتمدة من قبل جمعية مهندسي الإضاءة في أمريكا الشمالية (IESNA) والرابطة الوطنية لمصنعي المعدات الكهربائية (NEMA) أمرًا بالغ الأهمية للحصول على إضاءة مثالية. وقد وضعت الجمعية قواعد وتصنيفات لمعايير توزيع الضوء، تُساعد المستهلكين على اتخاذ القرار الصائب عند اختيار تجهيزات الإضاءة.

لذا، انغمس في البحث واكتشف المعلومات المهمة حول أنواع توزيع الضوء.

ما هو توزيع الضوء؟

ينبعث الضوء من مصدر ما بأنماط وأشكال وشدة مختلفة على مساحة معينة. تُعرف هذه الظاهرة بتوزيع الضوء. في الواقع، يُعدّ التوزيع الأمثل للضوء أمرًا بالغ الأهمية، إذ يرتبط بالتغطية المناسبة، ومعدل استهلاك الطاقة، والسلامة، والفعالية، والجاذبية البصرية. ويتفاوت نمط توزيع الضوء من ضيق إلى واسع تبعًا للمساحة المستخدمة.

مخططات توزيع الضوء

يُرسم مخطط توزيع الضوء لإظهار شدة الإضاءة عند زوايا مختلفة. وتُعرض القيم في إحداثيات قطبية لتوضيح كيفية انتشار الضوء من مصدر ضوئي.

مخطط Isolux

يقيس هذا الرسم البياني شدة الضوء الساقط على سطح ما بوحدة اللوكس. وهو يشبه خريطة الكنتور أو خريطة الطقس. استخدم هذا الرسم البياني إذا كنت ترغب في رؤية المناطق المظلمة، وتجانس الإضاءة، والتخطيطات.

مخطط Isocandela

يمثل مخطط تساوي شدة الإضاءة شدة الضوء بوحدات الكانديلا. ويظهر على شكل مخطط دائري ذي منحنيات، تمثل هذه المنحنيات قيمًا معينة للكانديلا.

ما هي خدمة توزيع الضوء من IESNA؟

يرمز اختصار IESNA إلى جمعية هندسة الإضاءة في أمريكا الشمالية، وهي الجهة المسؤولة عن تصنيف أنماط توزيع الضوء. ويُستخدم نوع توزيع IESNA لإيجاد أفضل خيار إضاءة لـ إضاءة خارجيةمثل إضاءة الشوارع وإضاءة المناطق. ويُستخدم الشكل العام لانتشار الضوء بشكل أساسي لتصنيف توزيعات الإضاءة وفقًا لمعايير IESNA.

أنماط توزيع الضوء الأفقي وفقًا لـ IESNA

يصف توزيع الضوء الأفقي وفقًا لمعايير IESNA كيفية انتشار الضوء جانبيًا أو أفقيًا من المصدر. وتُناقش في هذا القسم الأنواع الأفقية بناءً على عرض انتشار الضوء.

النوع الأول

• الخصائص: يتميز نمط توزيع الضوء الأفقي من النوع الأول في نظام IESNA بأنه ضيق ومتناظر. علاوة على ذلك، تبلغ كمية تغطية الضوء 1 ميغاهانت على جانبي المصدر. ويتميز بنمط توزيع جانبي ثنائي الاتجاه. كما أن مصدر الضوء موجه للخارج في اتجاهين متعاكسين.
• الاستخداماتيُعد هذا النوع من الإضاءة مثاليًا للممرات والمداخل والإضاءة العالية. كما يجب أن يكون ارتفاع تركيبه مساويًا تقريبًا لعرض المنطقة.

النوع الثاني

• الخصائصنمط توزيع الضوء ضيق وغير متماثل. علاوة على ذلك، يمتد من 1 إلى 1.75 متر على جانب الشارع. يُوجّه الضوء للخارج نحو الجانبين كما في النوع الأول، بالإضافة إلى توزيع إضافي للضوء للأمام.
• التطبيقات: يُناسب هذا المنتج الطرقات ومسارات الدراجات والممرات التي تحتاج إلى تغطية أوسع. يجب ألا يتجاوز عرض منطقة الإضاءة 1.75 ضعف ارتفاع التركيب.

النوع الثالث

• الخصائصيتميز توزيع الضوء من النوع الثالث بنمط واسع وغير متماثل. فهو يوزع الضوء إلى الأمام لمسافة أبعد من النوع الثاني. كما أنه يمتد من 1.75 ميل في الساعة إلى 2.75 ميل في الساعة على جانب الشارع.
• التطبيقات: تُستخدم هذه الطريقة لتوزيع الإضاءة في مواقف السيارات والمناطق التي تتطلب تغطية أوسع. يجب ألا يتجاوز عرض المنطقة 2.75 ضعف ارتفاع التركيب عند تثبيت المصباح.

النوع الرابع

• الخصائصيتميز توزيع الضوء من النوع الرابع بنمط إضاءة أمامي غير متماثل، فهو لا ينشر الضوء جانبياً. علاوة على ذلك، يمتد هذا الضوء لمسافة تتجاوز 2.75 ميلي ساعة، ولكنه لا يتجاوز 3.7 ميلي ساعة على جانب الشارع.
• التطبيقات: يوفر نمط الإضاءة من النوع الرابع إضاءة عالية على مساحات أوسع. ويُستخدم لإضاءة محيط الأعمدة أو الجدران، وممرات المطارات، والطرق السريعة، وما إلى ذلك. وأخيرًا، يجب ألا يتجاوز عرض منطقة الإضاءة 3.75 ضعف ارتفاع التركيب.

النوع الخامس

• الخصائصيتميز النوع الخامس بنمط متناظر ودائري. لذا، ستجد توزيعًا متساويًا للضوء في جميع الاتجاهات مع هذا النوع.
• التطبيقات: يُستخدم في المساحات الأكبر مثل مواقف السيارات والحقول والتقاطعات.

النوع VS

• الخصائصيتميز توزيع الضوء هذا بنمط متناظر ومربع ذي شدة ثابتة.
• التطبيقات: يتم تطبيق النوع VS في مواقف السيارات والمناطق الكبيرة التي تتطلب تغطية إضاءة متساوية.

أنماط توزيع الضوء الرأسي وفقًا لـ IESNA

تمثل توزيعات الإضاءة الرأسية وفقًا لمعايير IESNA مدى وصول الضوء من ارتفاع تركيبه. انظر الآن إلى التصنيفات الرأسية أدناه.

شرح المميزات:	قصير جدا	قصير	متوسط	طويل	طويل جدا
أقصى شدة	0 – 1.0 ميغا هنري	1.0 – 2.25 ميغا هنري	2.25 – 3.75 ميغا هنري	3.75 – 6.0 ميغا هنري	أكثر من 6.0 ملايين ساعة
المسافة المقترحة بين الأعمدة	1 ميجا	من 1.0 إلى 2.25 ميغا هنري	من 2.25 إلى 3.75 ميغا هنري	من 3.75 إلى 6 ميغا هنري	أكثر من 6 ملايين ساعة

ما هو توزيع الضوء وفقًا لمعايير NEMA؟

تُعدّ NEMA، أو الرابطة الوطنية لمصنعي المعدات الكهربائية، رابطة تجارية في الولايات المتحدة الأمريكية. وقد صنّفت سبعة أنماط لتوزيع الضوء لتلبية احتياجات الإضاءة المختلفة. تُظهر أنواع NEMA زوايا الشعاع التي تُمثّل 10% من أقصى مساحة لشدة الشعاع الأفقي والرأسي. هنا، يعني انتشار الشعاع الأوسع مسافة إسقاط أقصر عند ثبات القدرة الكهربائية. ويُستخدم هذا التصنيف عمومًا في إضاءة كاشفة وإضاءة موضعية.

أنواع شعاع الضوء NEMA

النوع الثاني

• الميزاتضيق جداً.
• شعاع زاوية: 10-18 درجة.
• مسافة إسقاط الشعاع: أكثر من 240 قدمًا.
• الاستخدامات: إنه مناسب لتسليط الضوء على الهياكل الطويلة والمسافات البعيدة مثل الأبراج العالية أو المعالم المعمارية.

النوع الثاني

• الميزات: ضيق.
• شعاع زاوية: 18-29 درجة.
• مسافة إسقاط الشعاع: 200-240 قدم.
• الاستخداماتيُعد هذا النوع من توزيع الضوء مناسبًا للإضاءة الدقيقة. على سبيل المثال، الملاعب الرياضية الصغيرة، والإضاءة الموجهة في مناطق محددة، وما إلى ذلك.

النوع الثاني

• الميزاتمتوسط ​​الضيق.
• شعاع زاوية: 29- 46 درجة.
• مسافة إسقاط الشعاع: 175-200 قدم.
• الاستخدامات: في الملاعب الرياضية الصغيرة وأنظمة الإضاءة الموضعية، يتم استخدام هذا النوع من الضوء.

النوع الثاني

• الميزات: متوسط.
• شعاع زاوية: 46-70 درجة.
• مسافة إسقاط الشعاع: 145-175 قدم.
• الاستخدامات: يتم استخدامه في الملاعب الرياضية متوسطة الحجم، ومواقف السيارات، والإضاءة العامة، وما إلى ذلك.

النوع الثاني

• الميزاتمتوسط ​​العرض.
• شعاع زاوية: 70-100 درجة.
• مسافة إسقاط الشعاع: 105-145 قدم.
• الاستخدامات: تُستخدم هذه في مناطق أكبر لإضاءة أوسع، مثل ملاعب الرياضة الترفيهية ومواقف السيارات وتنسيق الحدائق وإضاءة اللافتات وما إلى ذلك. توفر زاوية الشعاع الأوسع توازنًا بين مسافة التراجع وانتشار الشعاع.

النوع الثاني

• الميزات: واسع.
• شعاع زاوية: 100- 130 درجة.
• مسافة إسقاط الشعاع: 80- 105 قدم.
• الاستخداماتوهو الأنسب للملاعب الرياضية الكبيرة والملاعب الرياضية والمناطق المفتوحة التي تتطلب توزيعًا متساويًا للضوء.

النوع الثاني

• الميزاتواسع جداً.
• شعاع زاويةأكثر من 130 درجة.
• مسافة إسقاط الشعاع: أقل من 80 قدمًا.
• الاستخدامات: يتم استخدامه في الحدائق العامة والمناطق الصناعية التي تحتاج إلى إضاءة موحدة على مساحة كبيرة.

دليل قياس زاوية شعاع NEMA

يشير رقمان عادةً إلى نوعي NEMA. يمثل الرقم الأول النوع الأفقي، بينما يمثل الرقم الثاني النوع الرأسي. بالإضافة إلى ذلك، فإن معادلة تحديد نوع NEMA لشعاع غير متماثل هي كما يلي:

انتشار الشعاع غير المتماثل = Xº H (الانتشار الأفقي) × Xº V (الانتشار الرأسي).

على سبيل المثال، يشير تصنيف NEMA 7 X 6 إلى أن المصباح يتمتع بعرض أفقي من النوع 7 وارتفاع رأسي من النوع 6. بعبارة أخرى، سيكون انتشار شعاعه الأفقي أكبر من 130 درجة، بينما سيكون انتشار شعاعه الرأسي بين 100 و130 درجة. وتُكتب هذه التصنيفات أحيانًا بصيغ مختصرة مثل 7H6V.

العوامل التي يجب مراعاتها عند تحديد زوايا العارضة

• تأثير الإضاءة المطلوب: استخدم ضيقًا زوايا الشعاع للإضاءة الموجهة وزوايا واسعة للإضاءة العامة.
• حجم المنطقة: إذا كنت تتعامل مع مساحات أكبر، فإن زاوية أوسع مناسبة لها. وبالمثل، فإن زوايا الشعاع الأضيق أفضل للمساحات الصغيرة والمركزة.
• ارتفاع السقف: بالنسبة للأسقف العالية، تحتاج إلى استخدام زوايا شعاع أضيق للحصول على أقصى قدر من الرؤية.
• كفاءة الطاقة: ضع في اعتبارك معدل استهلاك الطاقة وكيف يمكنك تقليل الهدر عند اختيار زوايا الشعاع.

بعض أنواع انتشار الحزمة الشائعة

ضوء كاشف فائق 1H1V

يُعرف أيضًا باسم NEMA I. ويُستخدم عادةً في التطبيقات بعيدة المدى جدًا. تستطيع مصابيح LED الحديثة إنشاء نمط إضاءة بزاوية 12 أو 15 أو 20 درجة بدقة عالية.

سبوتلايت 3H3V

يحظى هذا النوع من الشعاع بشعبية واسعة لأنه يعمل بكفاءة عالية على ارتفاع يتراوح بين 40 و60 قدمًا. ويُعرف أيضًا باسم NEMA III. وتندرج ضمن هذه الفئة مصابيح الإضاءة الرياضية HID بقدرة 1500 واط ومصابيح الملاعب بقدرة 500 واط. ويمكن إنتاجه بسهولة باستخدام عاكس معدني كبير حول مصباح HID.

4H4V

زاوية شعاع 4H4V أو NEMA IV هي زاوية شائعة في مختلف وحدات الإضاءة. عموماً، تستخدم مصابيح الإضاءة العالية وبعض مصابيح الملاعب الرياضية هذا الشعاع بزاوية 60 درجة.

نمط H5V3 عريض وقصير

هنا، يتم زيادة النمط الأفقي مع الحفاظ على النمط الرأسي. وهذا شائع في إنارة الشوارع.

H3V5 ضيق طويل

يُعدّ شعاع H3V5 الضيق والطويل شعاعًا غير شائع. يتم عكسه بنمط طويل لإبراز المباني واللافتات.

نمط غمر واسع H5V5

يُستخدم هذا النمط عادةً بزاوية 90 درجة للارتفاعات التي تتراوح بين 30 و40 قدمًا. فهو يُوجّه المزيد من الضوء إلى الأرض.  

H6V6 إضاءة واسعة للغاية

يُعرف مصباح H6V6 فائق الاتساع بتغطيته الواسعة. ويُستخدم عادةً في مصابيح الجدران المنزلية والمصابيح الكاشفة الصغيرة.

ما هي الاختلافات الرئيسية بين أنواع توزيع الإضاءة IESNA و NEMA؟

شرح المميزات:	توزيع الضوء IESNA	توزيع الضوء NEMA
معايير التصنيف	توزيع الضوء في مستوى أفقي.	انتشار شعاع الضوء على الزوايا الرأسية والأفقية.
نمط انتشار الضوء	ينتشر الضوء عبر سطح مستوٍ.	هنا، ينتشر الضوء بزوايا معينة.
شعاع زاوية	تقيس أنواع IESNA زاوية الشعاع حيث يكون الضوء عند 50٪ من الحد الأقصى للشمعة.	تقيس NEMA زوايا شعاع معينة حيث يكون الضوء بنسبة 50٪ و 10٪.
الاستخدامات	أنظمة الإضاءة الخارجية مثل الطرق ومواقف السيارات والممرات، إلخ.	أضواء كاشفة وأضواء موجهة.
المدى	النوع الأول، الثاني، الثالث، الرابع، الخامس، VS.	من النوع 1 إلى النوع 7.

كيف تختار أفضل نوع لتوزيع الإضاءة بناءً على احتياجات المشروع؟

• حلل احتياجاتك من الإضاءة: أولاً، حدد أهداف المشروع ومكان الإضاءة. على سبيل المثال، يختلف نوع توزيع الإضاءة باختلاف الأماكن مثل مواقف السيارات، والمتاجر الكبرى، والملاعب، والطرق الضيقة، وما إلى ذلك. إذا كنت بحاجة إلى إضاءة عامة، فاختر أنواعًا ذات توزيع واسع. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لإضاءة المهام، ستحتاج إلى أنواع توزيع ذات حزم ضوئية مركزة.
• مساحة المنطقة: تتطلب المناطق الأكبر توزيعات أوسع، مثل النوع الثالث والخامس. ومرة ​​أخرى، فإن النوعين الأول والثاني مع الحزم المركزة مناسبان للمناطق الأصغر.
• اعالي الجبال: ضع في اعتبارك ارتفاعات التركيب قبل اختيار أنواع توزيع الإضاءة. فهي تؤثر بشكل كبير على التغطية الضوئية المطلوبة.
• العوامل البيئية: ضع في اعتبارك الظروف الجوية المعتادة للمكان الذي تقوم فيه بتركيب نظام الإضاءة. فالرياح القوية والأمطار المتكررة قد تؤثر على توزيع الضوء.
• طبيعة السطح: تتغير نتيجة الضوء باختلاف الأسطح. فعلى سبيل المثال، يعمل السطح العاكس للغاية على تضخيم الضوء، بينما يمتص السطح الداكن الضوء.

تأثير ارتفاع التركيب على الإضاءة

يؤثر ارتفاع التركيب على إضاءة المصدر للهدف المقصود. وهو المسافة الرأسية بين أدنى نقطة في وحدة الإضاءة والأرض أسفلها مباشرة.

• ارتفاعات تركيب أعلى: عند تركيبها على ارتفاعات أعلى، تغطي الإضاءة مساحة أكبر بفضل انتشارها الواسع، وتُستخدم في إنارة الشوارع. كما أنها تُقلل الظلال وتوفر إضاءة متساوية. مع ذلك، تنخفض شدة الإضاءة في هذه الحالة، وتتطلب قدرة كهربائية أعلى.
• ارتفاعات تركيب منخفضة: يتم التركيب على ارتفاعات منخفضة لـ إضاءة مهمة لأن الضوء يبقى مركزًا في مساحة أصغر. كما أنه يحتاج إلى مصباح ذي قدرة كهربائية أقل لأن شدة الضوء تزداد هنا. لسوء الحظ، فإنه يُسبب ظلالًا حادة أو وهجًا.

توزيع الإضاءة المطبقة في الإنارة الخارجية

إنارة الشوارع والطرق

تتطلب إنارة الشوارع إضاءة موحدة على طول الطرق وممرات المشاة. لذا، فإن أنواع توزيع الإضاءة الموصى بها لهذا الغرض هي الأنواع الثاني والثالث والرابع. وتُستخدم هذه الأنواع في شوارع المدن والطرق السريعة والطرق السكنية.

أولاً، يوفر النوع الثاني توزيعًا ضيقًا وغير متماثل، وهو مناسب للطرق الفرعية والممرات. بعد ذلك، يوفر النوع الثالث توزيعًا واسعًا وغير متماثل للشوارع الرئيسية. وأخيرًا، يضمن النوع الرابع وصول الإشارة إلى الأمام عند التقاطعات والطرق العريضة.

آخر الإضاءة الأعلى

تُستخدم إضاءة الأعمدة في الحدائق والساحات والأرصفة لأغراض الزينة. ويُفضل استخدام النوعين V و VS لتوزيع الضوء في إضاءة الأعمدة.

يتميز توزيع الضوء من النوع الخامس بأنه متناظر ودائري، ويوفر إضاءة متساوية في جميع الاتجاهات. أما النوع الخامس المتماثل فهو متناظر ومربع، ومناسب للإضاءة الموحدة في الساحات والحدائق.

إضاءة مواقف السيارات

تستخدم إضاءة مواقف السيارات في المطارات والمساحات التجارية أنماط توزيع الضوء من النوع الثالث والرابع والخامس. يوفر النوع الثاني تغطية واسعة لمواقف السيارات الكبيرة. بعد ذلك، يُعد النوع الرابع ذو الإضاءة الأمامية الأنسب لإضاءة المحيط. وأخيرًا، يُستخدم النوع الخامس ذو النمط الدائري في المناطق المركزية.

الإضاءة الرياضية

تحتاج ملاعب كرة القدم والتنس والاستاد إلى إضاءة رياضية خاصة. تُستخدم مصابيح NEMA من النوع 1 إلى 3 ذات الحزم الضيقة في أعمدة طويلة لتوفير إضاءة مركزة. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم مصابيح NEMA من النوع 4 إلى 6 ذات الحزم المتوسطة إلى العريضة في الملاعب الأكبر حجمًا.

إضاءة الفيضان

تُعدّ الإضاءة الكاشفة ضرورية في المساحات الخارجية الواسعة والعناصر المعمارية البارزة. يُنصح باستخدام أنواع NEMA من 2 إلى 6 لهذه المناطق. كما يُعدّ النوع الرابع ذو الإضاءة الأمامية غير المتماثلة خيارًا أفضل لإضاءة المناطق المُتحكّم بها.

التطوير المستقبلي في مجال توزيع الضوء

• تقنية LED: تتمتع مصابيح LED بإمكانية تطوير المرونة والدقة الاتجاهية والتحكم في توزيع الضوء.
• الإضاءة الذكية: الأنظمة الذكية في إضاءة ذكية سيتم تحسين توزيع الضوء وسطوعه ولونه بناءً على احتياجات محددة. على سبيل المثال، إنترنت الأشياء (IoT)، وأجهزة الاستشعار، زيجبيتقنية البلوتوث، وما إلى ذلك، ستحسن من نتائج توزيع الضوء.
• إضاءة تتمحور حول الإنسان: يعني ذلك ابتكار إضاءة ديناميكية تحاكي أنماط ضوء النهار الطبيعي. وسيساهم دمج هذه التقنية مع أنظمة توزيع الإضاءة في تحسين الحالة المزاجية والإنتاجية وأنماط النوم لدى المستخدمين.
• الإضاءة المستدامة: من خلال الإضاءة المستدامة، يمكن تقليل الأثر البيئي مع الحد الأدنى من النفايات. فهي توزع الضوء بكفاءة لتحقيق أقصى قدر من الرؤية مع أدنى حد من التلوث الضوئي.

الأسئلة الشائعة

الخط السفلي

يُعدّ فهم أنواع توزيع الضوء أمرًا بالغ الأهمية لضبط نظام الإضاءة في أي مكان. تُستخدم أنواع توزيع الضوء وفقًا لمعايير IESNA للإضاءة الخارجية، بينما تُستخدم أنواع NEMA للإضاءة المركزة. اختر النوع المناسب بناءً على مدى ضيق أو اتساع نطاق التغطية المطلوبة.

تستخدم تقنية LED أنماط توزيع الضوء لتحسين التحكم في الإضاءة. لذا، يمكنك الحصول على منتجات LED بأنواع توزيع محددة من إضاءة LEDYi.

بالإضافة إلى ذلك، ستحصل على المنتجات التي تناسب احتياجاتك، مع خيارات تخصيص متنوعة. كما نقدم لك ضمانًا من 3 إلى 5 سنوات على تجهيزاتنا. تواصل معنا في أقرب وقت ممكن لوضع طلبك!