از آنجایی که حس بینایی یکی از مهمترین حس ها می باشد و ایجاد شرایطی که باعث کارائی بهتر آن شود از ضروریات می باشد ، مهندسی روشنایی اهمیت دو چندانی می یابد . در یک سیستم روشنایی مطلوب پارامترهای زیادی را باید در نظر گرفت که در این زمینه علاوه بر مهندسی برق رشته هایی مانند بیولوژی ، روان شناسی و زیبایی شناسی و معماری را نیز شامل می شود و در طراحی می بایستی به آنها توجه نمود .
عدم دقت در طراحی و اجرای سیستم های روشنایی می تواند آثار زیان بار زیر را در بر داشته باشد :
خستگی چشم ، سر درد ، نقص بینایی و تصادف های ناشی از کمی نور ، درخشندگی و چشم زدگی

ویژگیهای روشنایی مطلوب :

توزیع مناسب فرکانس ها ، عدم چشم زدگی ، نور کافی و عدم وجود سایه

ضرایب انعکاس :

هر ماده ای با توجه به رنگ و یکنواخت بودن سطح ان مقداری از نور تابیده شده را جذب و مقداری دیگر را منعکس می کند . و در مورد سطوح رنگ شده ، جنس و نوع رنگ عامل تعیین کننده ضریب انعکاس است . زیرا امواج نوری به علت فرکانس زیاد در عمق نفوذ نمی کند و معمولا میزان نفوذ آنها به ضخامت رنگ محدود می شود .

تعاریف :
شدت نور ( Luminous Intensity ) :
این کمیت میزان توان نوری منتشر شده از منبع نور را نشان می دهد . شدت نور با I نمایش داده می شود و واحد آن کاندیلا ( cd ) می باشد .

 شار نوری ( Luminous Flux ) :
شار نوری ، توان تشعشعات الکترومغناطیسی قابل رویتی است که از منبع نورانی خارج شده و یا جسمی آن را دریافت نموده باشد . شار نوری را با φ نمایش داده و واحد آن لومن ( Lumen ) می باشد .

 

 نسبت شار نوری به توان ورودی بهره نوری نامیده می شود .
ƞ=φ/ω

شدت روشنایی نشان دهنده میزان توان نوری تابیده شده بر واحد سطح می باشد . شدت روشنایی را با E نمایش داده و واحد آن لوکس ( LUX ) می باشد . 
E= φ/A

درخشندگی ( Luminance ) :

اگر دو منبع نورانی با شدت نور برابر و اندازه فیزیکی متفاوت پشت سر هم دیده شوند منبع کوچکتر درخشنده تر به نظر می رسد . شدت روشنایی با L نمایش داده می شود و واحد آن کاندیلا بر متر مربع می باشد :
L=I/S
درخشندگی مناسب برای چشم انسان 65 الی 6500 نیت است .

محاسبات روشنایی و طراحی آن به دو روش صورت می گیرد :
روش نقطه به نقطه و روش شار نوری که روش شار نوری خود به دو صورت مختلف یعنی طراحی به روش لومن با استفاده از شاخص فضا و طراحی به روش لومن با استفاده از تقسیم ناحیه ای صورت می گیرد .

روش نقطه به نقطه :

با استفاده از این روش می توان شدت روشنایی هر نقطه روی سطح کار که ناشی از یک یا چند منبع نوری می باشد بدست آورد . معمولا از این روش جهت محاسبات روشنایی خارجی که سطوح منعکس کننده ندارند استفاده می شود.
در این روش بسته به اینکه منابع نوری را چگونه در نظر بگیریم فرمولهای مختلفی وجود دارد . اگر منبع نوری را به شکل یک نقطه فرض کنیم رابطه محاسبه شدت روشنایی هر نقطه روی سطح بصورت زیر خواهد بود که در این صورت باید منحنی پخش نور را داشته باشیم :
E=[I(ϴ)/r^2].sin ϴ
هدف روش شار نوری یا لومن ، تعیین تعداد و محل قرار گیری چراغ ها برای تامین شدت روشنایی متوسط روی سطح کار می باشد ، این روش معمولا جهت محاسبات روشنایی داخلی بکار می رود .


روش لومن با استفاده از شاخص فضا :
الف ) استخراج شدت روشنایی متوسط از جداول استاندارد
ب ) محاسبه شاخص فضا
که برای نور مستقیم ، نیمه مستقیم و پخش یکسان با نور غیر مستقیم و یا نیمه مستقیم متفاوت می باشد .
پ ) تعیین ضرایب انعکاس کف ، سقف و دیوارها
ت ) انتخاب نوع چراغ
ث ) محاسبه ضریب بهره
ج ) تعیین ضریب نگهداری چراغ ( Maintenance Factor )
چ ) محاسبه شار نوری مورد نیاز و تعداد چراغ ها
ح ) تعیین نحوه قرار گیری چراغ ها کنار یکدیگر ( چراغ ها باید به گونه ای قرار گیرند که فاصله مرکز چراغ از دیوار نصف فاصله دو چراغ باشد ) .


روش لومن با استفاده از تقسیم ناحیه ای :
الف ) استخراج شدت روشنایی متوسط از جدول
ب ) محاسبه شاخص های نسبت ناحیه ای ( RCR , CCR , FCR )
پ ) تعیین ضرایب انعکاس کف ، سقف و دیوارها
ت ) تعیین ضریب انعکاس موثر سقف و کف
ث ) با استفاده از ضرایب و انتخاب نوع چراغ ضریب بهره از جدول مربوطه استخراج می شود
ج ) محاسبه ضریب کل کاهش نور ( TLLF )
چ ) محاسبه شار نوری مورد نیاز و تعداد چراغ ها
ح ) تعیین نحوه قرار گیری چراغ ها کنار یکدیگر