Reflektorer og afskærmning

Spejlende reflektor

De spejlende reflektorer udnytter den direkte refleksion, hvor udfaldsvinklen er lig indfaldsvinklen. Reflektorens overflade har en høj reflektans og en refleksion, som i væsentlig grad kan karakteriseres som spejlende.

Den spejlende reflektor har en form der sikrer at det lys, der rammer reflektoren, i hovedsagen reflekteres ud i ønskede retninger. Dette opnås ved at formen fastlægges under hensyn til flere forhold:

  • den ønskede lysudsendelse
  • lyskildernes placering, form, størrelse
  • evt. øvrige flader i armaturet, som kan belyse reflektoren ved refleksion, f.eks. diffuse flader eller reflektoren selv

Spejlende reflektorer fremstilles normalt i højsglanspoleret, eloxeret (anodiseret) aluminium, men også ofte i kunststof, som pådampes en spejlende og en korrosionsbeskyttende hinde. Sidstnævnte kaldes metalliserede reflektorer. 

I praksis findes der ingen ideelt spejlende reflektorer, men de materialer, der anvendes til fremstilling af spejlende reflektorer har refleksionsegenskaber, som i større eller mindre grad afviger fra spejlende refleksion. Som udgangspunkt antages det, at overfladen af en spejlende reflektor er ideelt spejlende med en reflektans, ρ. Selvom dette udgangspunkt kan føre til unøjagtige vurderinger af f.eks. reflektorer med en meget koncentreret lysudsendelse, er antagelsen i de fleste tilfælde både rimelig og i øvrigt nødvendig af hensyn til gennemførelsen af beregninger.

Spejlglas er ikke så effektive reflektorer, da lyset ud over reflektionen i spejlets metalliserede bagside også skal passere glasset to gange.

Den spejlende reflektors virkemåde 
I modsætning til diffuserende reflektorer er det overvejende formen af den spejlende reflektor, der er bestemmende for armaturets lysfordeling.

Reflektorens overflade kan i princippet opdeles i delflader, der er så små, at hver delflade er plan. I den enkelte delflade kan man se et spejlbillede af lyskilden(erne), reflektoren selv, lysåbning mv.

På en delflades sted ses derfor i en given retning den del af spejlbilledet, som er synlig inden for delfladens begrænsninger i den givne retning. Hvis man, set fra en given retning, ser et spejlbillede af lyskildens lysende overflade, siger man at delfladen er opflammet af lyskilden i denne retning. Spejlbilledet kan enten være et direkte spejlbillede, eller det kan være et spejlbillede som ses via yderligere en eller flere spejlinger i reflektoren.

Tilsvarende kan delfladen være opflammet af en diffus belyst flade eller den kan være uopflammet. Med uopflammet menes, at delfladen viser et spejlbillede af lysåbningen, dvs. af det mørkere rum uden for armaturet.

Hvis det, der ses i spejlet i delfladen har luminansen L og det totale antal spejlinger er n (n = 1 ved direkte spejling, n = 2 ved dobbelt spejling osv.) fås delfladens luminans, Lreflekteret af:

Lreflekteret = ρn · L

hvor L er lyskildens luminans.

Delfladens luminans er altså lig med spejlbilledets luminans nedbragt pga. refleksionstab. Delfladen bidrager til armaturets lysstyrke i den pågældende retning, som om den i sig selv lyste med luminansen, Lreflekteret. Mere konkret er bidraget til armaturets lysstyrke lig med delfladens luminans gange dens tilsyneladende areal.

Reflektorens bidrag til armaturets lysstyrke i en bestemt retning er summen af bidragene fra de delflader, som er opflammende og som er synlige i netop denne retning. Delflader, som er skjult af reflektoren, lyskilden, et gitter eller andre armaturdele, er naturligvis ikke synlige.

Andre bidrag til armaturets lysstyrker i den pågældende retning kan stamme fra synlige dele af lyskilden eller af diffust reflekterende flader. En spejlende reflektors virkemåde er derfor i princippet simpel og reflektorens bidrag til armaturets lysstyrker kan, ligeledes i princippet, beregnes ud fra simple grundsætninger.

 

kl-120-10-20-dcl-spejling-i-krum-og-plan-flade-low.jpg

En krum, spejlende overflade virker som om den er sammensat af små, plane delflader (øverst). I et plant spejl ses et spejlbillede af det virkelige rum (nederst). Spejlbilledets luminans er nedbragt med reflektansen for spejling p i forhold til det virkelige rums luminans. Ved gentagne spejlinger nedbringes luminansen yderligere. Figur: DCL.

 

Opflamningsvariationer
Den spejlende reflektors virkemåde betyder, at lysåbningen for et armatur med en spejlende reflektor fremtræder med hårde overgange mellem opflammede partier med høj luminans og mørke partier. Denne fremtræden er mindre behagelig end hos armaturer med en diffuserende reflektor. Men det kan være nødvendigt for at opnå en god lysstyring. Opflamningens størrelse og dens variation med retningen er netop et billede af lysets retningsfordeling. Under alle omstændigheder vil det være en fordel at undgå mørke striber og opflamningsvariationer, som ikke har betydning for reflektorens virkemåde.

En reflektor, der er for stor i forhold til lyskilden og det ønskede vinkelområde for lysudsendelse, må nødvendigvis have udprægede opflamningsvariationer. Disse kan vise sig som mørke bånd eller som stærke variationer i lysfordelingen.

For armaturer med meget blanke reflektorer bør man være særlig opmærksom på at sikre en god blændingsafskærmning, da denne type armaturer ofte resulterer i stor variation i luminans (og blændingsfornemmelse) i forskellige positioner og synsretninger. Hvad angår mere specifikke krav til blændingsbegrænsning, henvises til DS/EN 12464 Lys og belysning - Belysning ved arbejdspladser - Del 1: Indendørs arbejdspladser

Små eller store ændringer af belysningsretning
Den spejlende reflektors virkemåde betyder, at denne reflektortype er bedst egnet til at ændre belysningsretninger med store vinkler. I de fleste spejlende reflektorer krydser belysningsretningerne derfor hinanden under lysåbningen.   

Der findes dog reflektorer, hvor dette princip fraviges, fordi andre hensyn har haft højere prioritet. For eksempel har det for en del asymmetriske arbejdslamper været vigtigere at begrænse reflektorens højde end dens længde.

 

kl-120-10-30-dcl-vinkler-spejlende-reflektorer-low.jpg

En spejlende reflektor bliver stor og upraktisk, hvis den skal ændre belysningsretningerne med små vinkler. De fleste spejlende refelktorer er derfor udformet til store ændringer af belysningsretningerne og ofte krydser retningerne hinanden under eller foran lysåbningen. Figur: DCL.  

 

(Indholdet i dette afsnit er baseret på hæfterne 6 Spejlende reflektorer, Kai Sørensen, 1982 og 2 Optiske komponenter i armaturer, Kai Sørensen, 1985)

 

Relaterede emner: