АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Иллюминация

Иллюмина́ция — преднамеренное использование света для достижения практических или эстетических эффектов. Под иллюминацией понимается как использование искусственных источников света (лампы, светильники), так и естественного освещения посредством пропускания дневного света (через окна, световые фонари или специальные архитектурные системы). Естественное освещение (дневное освещение) нередко применяется как основной источник света в дневное время суток внутри зданий, что позволяет экономить энергию, так как искусственное освещение является одной из главных составляющих энергопотребления объектов. Грамотное освещение способно повысить производительность выполнения задач, улучшить восприятие пространства и оказывать положительное психологическое влияние на находящихся в помещении людей[1].

Внутреннее освещение обычно реализуется при помощи светильников и является важнейшей частью дизайна интерьера. Освещение также играет значимую роль в ландшафтных проектах.

Афинский акрополь ночью
Освещённая сакура ночью рядом с магазинами и японским фонарём в Исе, Япония

История

С освоением огня древнейшие способы искусственного освещения включали костры и факелы. Уже 400 000 лет назад огонь использовался в пещерах людей типа питекантропа. Доисторические люди применяли примитивные масляные лампы из природных материалов (камней, раковин, рогов), наполненных жиром и снабжённых волокнистым фитилём. В качестве горючего обычно применялись животные или растительные жиры. В пещерах Ласко на территории современной Франции найдено множество подобных ламп, датируемых примерно 15 000 лет назад. Также в качестве ламп применялись жирные животные (например, птицы, рыбы), снабжённые фитилём. Светлячки использовались как природные источники освещения[2]. Позднее были изобретены свечи, стеклянные и глиняные лампы[3]. Одной из ранних форм светового прибора служили люстры.

Существенное удешевление освещения произошло с массовым применением китового жира[4]. Его использование резко пошло на спад после того как канадский геолог Авраам Гезнер впервые в 1840-х годах очистил керосин, позволивший получать более яркое освещение за значительно меньшую цену[5]. В 1850-х цена на китовый жир резко возросла из-за сокращения запасов китов, что способствовало переходу на керосин[5]. Окончательный переход произошёл после открытия в 1859 году нефти и начала промышленной нефтедобычи[5].

undefined

В XIX веке газовое освещение стало достаточно экономичным, чтобы использоваться для освещения улиц крупных городов, некоторых коммерческих зданий и частных домов состоятельных людей. Газовые колпаки повысили яркость как городского, так и керосинового освещения. Существенное снижение стоимости освещения произошло с внедрением электрического освещения: сначала дуговых ламп для больших пространств и улиц, а затем массового внедрения ламп накаливания для внутренних и наружных нужд[1]. Благодаря широкому внедрению электрического освещения сегментированный сон ушёл в прошлое, расширился диапазон ночной активности и снизилась городская преступность[6][7][8].

Светильники

Светильники выпускаются в различных стилях для получения определённых эффектов. Их основные функции — удержание источника света, направление потока и предотвращение ослепления[9]. Светильники могут быть как сугубо функциональными, так и представлять произведение декоративного искусства. Практически любой материал применим, если он выдерживает нагрев и соответствует нормам безопасности.

Важная характеристика светильника — световая отдача: количество полезного света на единицу затрачиваемой энергии, обычно измеряемое в люменах на ватт. Эффективность также может определяться как процент света, вышедшего наружу относительно лампы. Чем выше прозрачность элементов светильника, тем выше эффективность.

Цветовая температура источника света сильно влияет на его применение. Она выражается в кельвинах — температуре эталонного чёрного тела, максимально приближённой к спектру лампы: у ламп накаливания — 2800-3000 К, у дневного света — около 6400 К. С низкой цветовой температурой преобладают жёлто-красные тона, а с высокой — бело-синие. Для осмотра предметов, точного цветопередачи, витрин и экспозиций цветовую температуру подбирают строго по задаче[10].

Типы

Освещение подразделяется по назначению на три основные типа: общее, акцентное и рабочее.

  • Рабочее освещение (task lighting) концентрировано и используется для конкретных задач (чтение, точные работы), его уровень может достигать 1500 люкс (140 фк), а при некоторых операциях — ещё выше.
  • Акцентное освещение (accent lighting) — декоративное освещение для выделения предметов, растений, элементов интерьера или ландшафта.
  • Общее освещение (ambient, заливающее) обеспечивает равномерное световое наполнение пространства. В помещении это может быть настольная лампа или потолочный светильник; на улице достаточно 10-20 люкс, чтобы обеспечить минимальный свет для движения пешеходов или машин.
undefined

Методы

  • Нижнее освещение (downlighting): светильники монтируются на потолке или встраиваются в него, направляя свет вниз. Метод распространён, но при неправильном проектировании даёт избыточное энергопотребление и слепящий свет[11]. Применение светодиодов позволило сократить энергопотребление на 90 % по сравнению с галогенными лампами.
  • Верхнее освещение (uplighting): меньшая распространённость, используется для отражённого света от потолка и создания мягкой, рассеянной атмосферы. Снижает вероятность появления бликов на экранах, но эффективность зависит от отражающей способности поверхности[12].
  • Переднее освещение применяется реже, поскольку делает объект визуально плоским (почти не образует теней).
  • Боковое освещение может вызывать сильные блики при расположении на уровне глаз.
  • Контражурное (backlighting) — используется для подчёркивания глубины, создания выразительного силуэта, драматического эффекта.

Внутреннее освещение

Включает все формы осветительных установок внутри помещений: нишевое освещение (обычно рассеянное), люстра, торшер, светильники на стене, встроенные и подвесные варианты, а также лампы на столе; важную роль играют трековое освещение и современные светодиодные системы[13]. Режим освещения подбирается в зависимости от задачи.

undefined

Уличное освещение

undefined

Наружное освещение применяется для функциональной и декоративной подсветки пространств (улицы, парки, магазины, рекламные конструкции, фасады). Согласно крупному исследованию в Германии (2021), основным источником наружного освещения в городах являются свет, попадающий из окон, уличные фонари, витрины магазинов и наружная реклама[14].

Уличные фонари предназначены для освещения дорог и тротуаров ночью; прожекторы — для освещения строительных площадок и спортивных объектов[15]. Акцентное подводное освещение оснащает фонтаны, бассейны.

Любая форма наружного света увеличивает световое загрязнение, но наибольший вред окружающей среде приносят яркие/некорректные источники[16].

undefined

Освещение в транспортных средствах

Транспорт оборудован фарами (белый или жёлтый свет) и задними огнями. Фары освещают дорогу и делают транспорт заметнее; стоп-сигналы и габариты (красные) информируют о намерениях водителя. В конце 1950-х появились электролюминесцентные приборы для подсветки щитков приборов и элементов декора автомобиля. Современные автомобили всё чаще оснащаются светодиодной оптикой.

Лампы

Лампа (в быту — «лампочка») — съёмная/заменяемая часть светильника, преобразующая электричество в свет. Ранее основной характеристикой лампы звучала мощность (ватты), но с развитием технологий истинная светоотдача может сильно различаться. Так, 60 Вт лампа накаливания и 13 Вт компактная люминесцентная лампа дают близкую по светимости (700—800 люмен). Оценка лампы смещается от ваттов к световым люменам.

Основные типы ламп:

Архитектурное и сценическое освещение

Архитектурное освещение — область, рассматривающая не только практические соображения (количество света, энергопотребление), но и эстетику, комфорт и психологическое воздействие. Для расчётов применяют программное обеспечение (например, Radiance). Выбор материалов отделки, отражающих и поглощающих поверхностей также влияет на световую атмосферу.

В театре, на сцене и съёмочных площадках освещение используется для выражения настроения, фокусировки внимания зрителя, создания драматических эффектов. Применяются различные типы светильников, диммеры, фильтры, отражатели, компьютерные системы управления.

Измерение света

Основная единица измерения — кандела. Яркость измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м²); освещённость — в люксах. Мощность излучения оценивается также с учётом спектра чувствительности человеческого глаза (фотометрические параметры).

Для оценки визуального комфорта используются такие показатели, как обобщённая оценка дискомфорта от бликов, вероятность визуального комфорта.

Цветовые характеристики

Ключевые метрики: согласованная цветовая температура (CCT) и индекс цветопередачи (CRI). Для оценки насыщенности и естественности цветопередачи используется показатель площади охвата цветового пространства (GAI).

Воздействие света

Для измерения индивидуального «светового следа» применяются дозиметры, в том числе приборы для медицинских исследований циркадных ритмов[19].

Энергопотребление

Для снижения затрат на освещение принимаются меры:

  • Уточнение необходимого уровня освещённости для каждой зоны[20]
  • Учёт качества освещения (устранение бликов, правильный спектр)
  • Совмещение архитектуры и планировки с задачами освещения
  • Использование времени суток, регулирование через автоматизацию (таймеры, сенсоры движения, фотодатчики)
  • Применение энергоэффективных светильников и ламп
  • Обучение пользователей эффективному использованию освещения
  • Поддержка осветительных систем
  • Использование естественного освещения при возможности — например, через световые купола, «бутылочные лампы Мозера»
  • Использование системы управления освещением (Lighting control system) для автоматизации.

Влияние на здоровье

Световое загрязнение, избыточная освещённость или неправильно подобранный спектр могут приводить к отрицательным физиологическим и психологическим эффектам (головная боль, раздражение, ухудшение сна и пр.). Доказано положительное влияние естественного света на восстановление пациентов и учебную успеваемость[21].

Яркое освещение усиливает эмоциональные реакции, а приглушённое — способствует рациональности[22]. Нарушение циркадных ритмов из-за неправильного освещения ведёт к хроническим заболеваниям, таким как депрессия, тревожность, бессонница.

Экологические вопросы

Компактные люминесцентные лампы

Компактные люминесцентные лампы расходуют меньше энергии по сравнению с лампами накаливания, однако содержат ртуть, создавая проблемы при утилизации. Несмотря на экономию электричества, с развитием светодиодной техники их доля снижается.

Светодиодные лампы

Светодиодные лампы дают значительную экономию энергии (до 10 % от обычной лампы накаливания) и служат до 50 000 часов[23]. Поначалу их недостатком была высокая цена, но сейчас светодиоды стали массовым выбором из-за высокой эффективности и быстрой окупаемости.

Свет от наружного освещения (особенно «синие» светодиоды) негативно влияет на окружающую среду и здоровье человека[24].

Световое загрязнение

Световое загрязнение — нежелательный, лишний или неэффективно использованный искусственный свет, ведущий к ухудшению экологической ситуации, повышенным расходам энергии и угрозе экологии[25]. Последствия включают нарушение биоритмов у человека, влияние на флору и фауну (особенно у ночных животных и птиц)[26][27].

Влияние на животных

Искусственный ночной свет (особенно LED и флуоресцентный) влияет на репродукцию, обмен веществ, иммунитет и терморегуляцию животных, нарушая естественные ритмы.

Профессиональные и научные организации

Международные

  • Международная комиссия по освещению (CIE) — ведущая организация по стандартам в области цвета и света.
  • Общество инженеров по освещению (IES/IESNA) — стандартизация требований и разработка справочников.
  • Международная ассоциация светодизайнеров (IALD)
  • Professional Lighting Designers Association (PLDA) — занимается продвижением архитектурного светодизайна.

Национальные

  • Association de Concepteurs Eclairage (ACE, Франция)
  • American Lighting Association (ALA, США)
  • Associazione Professionisti dell’Illuminazione (APIL, Италия)
  • Hellenic Illumination Committee (Греция)
  • Indian Society of Lighting Engineers (ISLE)
  • Institution of Lighting Engineers (ILE, Великобритания)
  • Schweizerische Licht Gesellschaft (SLG, Швейцария)
  • Society of Light and Lighting (SLL, Великобритания)
  • United Scenic Artists Local 829 (USA829, США)

Примечания

  1. ↑ 1 2 James L. Kirtley. Electric Power Principles: Sources, Conversion, Distribution and Use : [англ.]. — John Wiley & Sons, 5 июля 2011. — P. 11–. — ISBN 978-1-119-95744-7.
  2. ↑ “Oil-Lamps and Candles”. Notes and Queries [англ.]. 6 января 1940. DOI:10.1093/notesj/178.1.13-b. ISSN 1471-6941.
  3. ↑ Williams, Ben A History of Light and Lighting (англ.) (1999). Дата обращения: 23 ноября 2023. Архивировано 25 января 2013 года.
  4. ↑ The History of Light (англ.), Planet Money, NPR (25 апреля 2014). Архивировано 26 апреля 2014 года. Дата обращения: 20 июня 2016.
  5. ↑ 1 2 3 Eric Jay Dolin. Leviathan: The History of Whaling in America : [англ.]. — W.W. Norton & Co., 2007. — P. 339–340.
  6. ↑ Vito, Gennaro F. Criminology: Theory, Research, and Policy : [англ.] / Gennaro F. Vito, Jeffrey R. Maahs. — переработанное. — Jones & Bartlett, 2011. — P. 70. — ISBN 9780763766658.
  7. ↑ Felson, Marcus. Crime and Everyday Life : [англ.] / Marcus Felson, Rachel L. Boba. — SAGE, 2009. — P. 186. — ISBN 9781483342658.
  8. ↑ Street lighting, energy conservation and crime : [англ.]. — United States Law Enforcement Assistance Administration, Emergency Energy Committee, U.S. Dept. of Justice, 1974. — «The public [has] a general feeling that street lights have a deterrent effect on street crimes. This effect is somewhat substantiated by research conducted by LEAA and by the fact that various communities which have installed improved street lighting in certain areas have reported reductions in the rate of street crime.».
  9. ↑ Kent, Michael; Fotios, Steve; Altomonte, Sergio (2019). “An Experimental Study on the Effect of Visual Tasks on Discomfort Due to Peripheral Glare”. LEUKOS [англ.]. 15 (1): 17—28. DOI:10.1080/15502724.2018.1489282. HDL:2078.1/202093.
  10. ↑ Color Temperature Explained: Finding the Right Tone for Your Space (англ.). Research.Lighting. Дата обращения: 11 сентября 2025.
  11. ↑ Li, D; Cheung, K; Wong, S; Lam, T (2010). “An analysis of energy-efficient light fittings and lighting controls”. Applied Energy [англ.]. 87 (2): 558—567. Bibcode:2010ApEn...87..558L. DOI:10.1016/j.apenergy.2009.07.002.
  12. ↑ Kim, W; Han, H; Kim, J (2009). “The position index of a glare source at the borderline between comfort and discomfort (BCD) in the whole visual field”. Building and Environment [англ.]. 44 (5): 1017—1023. Bibcode:2009BuEnv..44.1017K. DOI:10.1016/j.buildenv.2008.07.007.
  13. ↑ West, Paul Living Room Lighting: 20 Powerful Ideas to Improve your Lighting (англ.). Lamps USA (1 июня 2018). Дата обращения: 6 июня 2018. Архивировано 3 февраля 2019 года.
  14. ↑ Team Nachtlichter, Team; Tegeler, Achim; Marz, Aleksander; Gokus, Andrea; Hänel, Andreas; Rienow, Andreas; Ruby, Andreas; Glinka, Anja; Kyba, Anna Marie; Dröge-Rothaar, Arne; Schwiesow, Axel; Gillen, Benno; von Heereman, Bettine; Kuechly, Brita (16 июня 2025). “Citizen science illuminates the nature of city lights”. Nature Cities [англ.]. 2 (6): 496—505. DOI:10.1038/s44284-025-00239-5.
  15. ↑ Transportation, Department of. Manual on Uniform Traffic Control Devices: Inserts Only : [англ.]. — Claitor's Law Books and Publishing, ноябрь 2003. — ISBN 9781579809294.
  16. ↑ Luginbuhl, Christian B.; Duriscoe, Dan M.; Moore, Chadwick W.; Richman, Angela; Lockwood, G. Wesley; Davis, Donald R. (2009). “From the Ground Up II: Sky Glow and Near-Ground Artificial Light Propagation in Flagstaff, Arizona”. Publications of the Astronomical Society of the Pacific [англ.]. 121 (876): 204—212. DOI:10.1086/597626.
  17. ↑ “Leading luminaries”. Cabinet Maker [англ.]. 5419: 21—22. 2004.
  18. ↑ “How to power an ENERGY-EFFICIENT LIGHT”. Machine Design [англ.]. 80 (12): 51—53. 2008.
  19. ↑ Rea, MS; Bierman, A; Figueiro, MG; Bullough, JD (2008). “A new approach to understanding the impact of circadian disruption on human health”. J Circadian Rhythms [англ.]. 6: 7. DOI:10.1186/1740-3391-6-7. PMC 2430544. PMID 18510756.
  20. ↑ Illumination. - 1926.56 (англ.). Regulations (Standards - 29 CFR). Occupational Safety and Health Administration. Архивировано 8 мая 2009 года.
  21. ↑ Figueiro, MG; Rea, MS (2010). “Lack of short-wavelength light during the school day delays dim light melatonin onset (DLMO) in middle school students”. Neuro Endocrinology Letters [англ.]. 31 (1): 92—6. PMC 3349218. PMID 20150866.
  22. ↑ Mientka, Matthew. Ambient Lighting Affects Decision Making, Emotional Intensity (англ.), Medical Daily (25 февраля 2014). Архивировано 8 августа 2025 года. Дата обращения: 25 февраля 2014.
  23. ↑ Gumbel, Peter (4 декабря 2008). “Lighting: Bright Idea”. Time [англ.]. Архивировано из оригинала 2008-12-14. Используется устаревший параметр |url-status= (справка)
  24. ↑ Billings, Lee (10 июня 2016). “New Map Shows the Dark Side of Artificial Light at Night”. Scientific American [англ.]. Дата обращения 2016-06-20.
  25. ↑ Longcore, Travis; Rich, Catherine (2004). “Ecological light pollution”. Frontiers in Ecology and the Environment [англ.]. 2 (4): 191—198. DOI:10.1890/1540-9295(2004)002[0191:ELP]2.0.CO;2. ISSN 1540-9309.
  26. ↑ Chepesiuk, Ron (2009). “Missing the Dark: Health Effects of Light Pollution”. Environ. Health Perspect. [англ.]. 117 (1): A20—A27. DOI:10.1289/ehp.117-a20. PMC 2627884. PMID 19165374.
  27. ↑ Kloog, Itai; Haim, Abraham; Stevens, Richard G.; Barchana, Micha; Portnov, Boris A. (2008). “Light at night co-distributes with incident breast but not lung cancer in the female population of Israel”. Chronobiology International [англ.]. 25 (1): 65—81. DOI:10.1080/07420520801921572. PMID 18293150. S2CID 17334188.

Литература

  • Линдси, Джек Л. Прикладная техника искусственного освещения. — Лилберн, Джорджия : The Fairmont Press, Inc., 1991. — ISBN 978-0-88173-060-9.
  • Феттерс, Дж.Л. Справочник по обследованию и аудиту осветительных систем : [англ.]. — CRC Press, 1997. — ISBN 978-0-8493-9972-5.
  • Guo, Xin; Houser, Kevin W. (2004). “A review of colour rendering indices and their application to commercial light sources”. Lighting Research and Technology [англ.]. 36 (3): 183—199. DOI:10.1191/1365782804li112oa. S2CID 109227871.

Ссылки

Категории