Основные светотехнические понятия и их практическое применение
существует множество электромагнитных волн параметрами: рентгеновские лучи, γ-лучи, микроволновое излучение . (см. рис. 1). Природа всех электромагнитных волн одинакова, отличаются они лишь длиной волны (или частотой). этого многообразия человеческий глаз воспринимает только узкий интервал волн нм, вызывающий зрительные ощущения. Электромагнитное излучение, сосредоточенное диапазоне, называется светом. Благодаря свету получать информацию нас мире посредством зрения.
Рис. 1 Многообразие электромагнитных волн
Чувствительность глаза длинах волн видимого диапазона неодинакова так называемой кривой относительной спектральной световой эффективности излучениия (см. рис. 2).
Рис. 2. Кривая относительной спектральной световой эффективности излучения
Максимум кривой лежит области спектра волны 555 нм. Это значит, что глаз наиболее чувствителен длине волны.
Для оценки количественных параметров света введена система световых величин , которая построена кривой относительной спектральной световой эффективности излучения, , глаза длинах волн.
Рассмотрим основные величины этой системы , какое значение они имеют светотехнике.
Для начала остановимся , относящихся очередь, света приборам. Это такие величины, как световой поток, сила света силы света, КПД, световая отдача, цветовая температура, индекс цветопередачи, коэффициент пульсаций светового потока.
Общее количество света, которое излучается источником света, называется световым потоком (измеряется — лм). Другими словами, это мощность излучения диапазоне, оцениваемая воздействию .
источники света используются осветительного прибора (светильника). При этом световой поток оказывается ниже, чем источника света. Причина потери системе светильника. Поэтому говорят полезного действия — КПД, который показывает отношение светового потока светильника потоку источника света. КПД является важнейшим показателем эффективности оптической системы светильника.
световой поток является одним параметров, источников света обязательно приводят его каталогах материалах. Однако потребителю зачастую важнее знать поток системы «световой прибор + источник света», ситуация этого параметра однозначна. Следует различать два направления развития осветительной техники: традиционные ламповые приборы . Для традиционных светильников световой поток , поскольку такой подход является некорректным. Это связано , что лампа сменный элемент, его частью. светильнике могут быть применены лампы, имеющие разный световой поток. Это приводит , что световой поток светильника может различаться , какая лампа применяется. Поэтому производители традиционных светильников приводят КПД (см. рис. 3). Зная поток лампы , определить поток светильника.
Рис. 3 Технические параметры традиционных приборов уличного освещения данных, приведённых светильников GALAD
приборах светодиоды интегрируются производства частью, поэтому ничто приводить материалах световой поток светильника (см. рис. 4).
Рис. 4 Технические параметры светодиодных приборов уличного освещения данных, приведённых светильников GALAD
Интересная ситуация сложилась относительно КПД светодиодных светильников. принимается равным 100%, хотя это . Поскольку некоторая доля света светодиодов случае теряется: при прохождении через защитное стекло, оптике, могут быть факторы, определяемые конструктивными особенностями прибора. Если производитель настаивает , что КПД его светильников деле близок %, следует насторожиться, ведь случаев это .
вышесказанного возникает резонный вопрос, если КПД светильников всегда меньше 100%, вообще нужен световой прибор? источники света самостоятельно, получая при этом больше света? Дело , что одной функцией осветительного прибора является перераспределение светового потока света . Распределение светового потока характеризуется кривой силы света — КСС. Говоря бытовым языком, кривая силы света показывает, направлении свет более интенсивный, — менее интенсивный. силы света можно объяснить как поток направлении. Сила света измеряется — кд. Строго говоря, распределение потока определяется фотометрическим телом, — это сечение фотометрического тела определённой плоскостью (см. рис. 5).
Рис. 5. Вид фотометрического тела , характерный для светильников дорожного освещения
Свет лампы распространяется стороны равномерно, задач необходимо, чтобы свет падал плоскость. Тот свет, который плоскость, оказывается бесполезным. Поэтому для максимальной концентрации света месте необходимо специальное светораспределение, которое обеспечивается благодаря отражателю светового прибора. Например, для дорожного освещения максимально эффективно работает тип КСС, представленный . выше. светодиодных светильников ситуация похожая, только свет перераспределяется вторичной оптики (см. рис. 6).
Таким образом, получается выгоднее применять источник света светильника, теряя световой поток, более эффективное его распределение. КСС одна основных характеристик, которая зачастую определяет целесообразность применения прибора для освещения данного типа объектов.
Рис. 6. Формирование КСС ламповых светильников уличного освещения
Для оценки целесообразности применения того или иного светильника важно знать, насколько эффективно расходуется электроэнергия при его работе. есть параметр, который называется световая отдача. Это отношение светового потока мощности, другими словами, сколько люмен получается электроэнергии. Данный параметр имеет непосредственное отношение света, ведь сам процесс преобразования электроэнергии происходит именно . Светильник такой функции , поэтому применение этого термина пор считалось некорректным. Однако потребителю важно сравнивать, насколько один светильник эффективнее другого потребления электроэнергии. Поэтому время прижилось понятие «световая отдача светильника».
Светильники света конкурируют количества света, качеству. Объективными показателями качества света являются: индекс цветопередачи, цветовая температура пульсации светового потока.
Индекс цветопередачи ( CRI) показывает, насколько источник света хорошо передаёт цвета объектов источниками света. источник света принимается, например, солнечный свет. Наш глаз видит объекты, потому что отраженный свет попадает . Поэтому этих объектов зависит (см. рис. 7). Невооруженным глазом можно заметить, что при освещении предметов разными типами ламп, передача цвета будет существенно отличаться. Максимальное значение эталонных источников света принимается равным 100.
Цветовая температура (измеряется , К), смысле означает оттенок белого света, который излучает источник. Цветовая температура 3500К соответствует тёплому оттенку белого света, нейтральному оттенку, 6000 холодному.
Рис. 7. Освещение объекта разными типами источников света
Коэффициент пульсации светового потока показывает, насколько сильно будет заметно мерцание лампы светильника. источников света, работающих ПРА, величина светового потока меняется частотой силы тока. частота переменного тока равна 50 Гц, следовательно, световой поток ламп пульсирует 100 раз (см. рис. 8). Электронный ПРА обеспечивает работу ламп высоких частотах, снижает коэффициент пульсации. Светодиоды тоже могут иметь пульсации потока, что определяется параметрами питания. Глаз такое мерцание, может влиять глаз, организма человека.
Рис. 8. Пульсация светового потока разрядных ламп, работающих ПРА
Указанные параметры качества света наиболее важно учитывать освещении. Например, для офисов залов .13330.2011 регламентируется значение 80. Для улиц этот показатель , поскольку значимым. Всё дело , что происходит абсолютно разная зрительная работа. необходимо хорошо различать мелкие детали объектов, этого важно качество света. достаточно различать крупные объекты, чтобы ориентироваться , этого высокое качество света . , распространено освещение светильниками лампами высокого давления, индекс цветопередачи которых Ra = 20, этого вполне достаточно (см. рис. 9).
Рис. 9. Освещение автомагистрали, выполненное светильников лампами высокого давления GALAD ЖКУ15 Сириус. Натриевые лампы высокого давления дают белый свет характерного оранжевого оттенка = 20
Рассмотрим другие светотехнические понятия, которые применимы поверхностям. относятся: освещённость, яркость, равномерность распределения яркости .
Освещённость — это величина светового потока, приходящаяся площади освещаемой поверхности. Единица люкс (лк). , освещённость характеризует количество света .
Для понимания, какое значение освещённости является высоким, — низким, можно привести следующие характерные примеры:
— освещённость Луны Земли зимой Москвы 0,5 лк;
— прямая освещённость день Москвы может достигать более 10 000 лк;
— нормируемая освещённость столе — 500 лк;
— нормируемая освещённость — 30 лк.
Яркость поверхности. Далее физическое определение яркости, ненаучным языком объясняется суть этого параметра. Количество света определяется освещённостью. Однако, глаз видит предмет упавшего, отражённого света. Свет, упавший , может отражаться : , может отражаться сильнее или слабее, что зависит материала, , отразиться направлениях интенсивностью. Поэтому введено понятие яркости, которая представляет собой количество света, попавшего наблюдателя площади освещённой поверхности. Глаз человека реагирует именно . Единицы кд/м2. случаях, когда материал предмета отражает свет неравномерно направлениях, яркость зависит взгляда . случаях освещённость прямой зависимостью. Если взять лист обычной матовой бумаги, углом , одинаково светлым, поскольку яркость его направлениям одинакова. полированную металлическую поверхность, практически весь падающий свет отражается сторону, , что при её рассмотрении углов меняется её яркость (см. рис. 10).
Рис. 10. Пример объектов, обладающих разными отражающими свойствами. яркость предмета взгляда , яркость предмета зависит взгляда
нормах освещения объектов основной регламентируемой величиной является освещённость рабочей поверхности внутри помещений. Хотя глаз, как было отмечено, реагирует , , нормируется именно освещённость, она значительно проще рассчитывается . Однако нормирования дорожного освещения положена яркость. Это связано , что для современных дорожных покрытий яркость степени зависит падения, зависимости между яркостью нет, что осуществлять нормирование .
Также ограничивается слепящее действие, которая создаёт осветительная установка, зрительное неудобство, возникающее при наличии зрения ярких источников. Это характеристика качества освещения. Для общественных зданий для этих целей вводится показатель дискомфорта M, — показатель ослеплённости P, — пороговый коэффициент приращения яркости TI. Слепящее действие осветительной установки может причинять дискомфортные ощущения, контраст объекта , снижая видимость объектов.
Слепящее действие осветительной установки зависит факторов, среди которых основными являются: расположение светильников относительно линии зрения . То, насколько сильное слепящее действие будет оказывать светильник, определяется его конструктивными особенностями. Установлено, что дорожного освещения слепящее действие зависит силы света углов? 75?, что очередь определяется оптической системой светильника (см. рис. 11). Поэтому эта часть КСС должна быть ограничена. При этом яркость дорожного полотна степени определяется формой КСС углов 80?. Поэтому для создания действительно эффективной КСС для дорожного непростая инженерная задача. светильников GALAD, понимая исключительную важность такого подхода, традиционно при разработке светильников уделяет особое внимание именно оптической системе, ведь зависит эффективность КСС светильника.
Рис. 11. Характерная КСС светильника для дорожного освещения
Что касается светильников для освещения интерьеров, время всё более ярко выражена тенденция использования светодиодных светильников сфере. Такой подход оправдывает себя зрения энергоэффективности, однако многие светильники, представленные , обладают высокой габаритной яркостью (это яркость видимой светящейся поверхности светильника). Связано это , что светодиоды являются очень яркими источниками света, даже при наличии матовых рассеивателей снизить этот показатель уровня. специальной оптики нецелесообразно зрения стоимости светильника. Зачастую меры габаритной яркости путём применения хорошо рассеивающих свет материалов, приводят заодно снижению световой отдачи прибора, поэтому здесь важно соблюдать баланс. светильников GALAD решает этот вопрос комплектации светильников большим количеством светодиодов меньшей мощности (, малой яркости). Это позволяет получать низкую габаритную яркость светильника высокую равномерность яркости светящей поверхности, что выгодно отличает эти модели светодиодных светильников.
. 12 прибор яркой поверхностью высокой габаритной яркостью, светильник GALAD Кайро premio, отличающийся более высокой равномерностью яркости значением габаритной яркости. зрения внешнего вида, светильник слева больше подходит для технических помещений, для классчического офисного освещения.
Рис. 12. Светильники равномерностью яркости светящейся поверхности
Итак, основные светотехнические параметры. Основная цель, которую при подготовке статьи, заключается , чтобы описать простым языком, объяснить значение. , что статья будет полезна тем, кто начинает свою деятельность светотехники.
Как разобраться в параметрах светильников?
Скандинавские дизайнерские подвесные светильники быстро набирают популярность, но далеко не все покупатели могут разобраться в широком ассортименте предложений. На что, кроме привлекательного дизайна, следует обращать внимание при выборе светильника?
Параметры светильников
Основные критерии выбора размещаются на упаковке. В магазине эта полезная информация всегда находится в свободном доступе. Главное понять, что обозначают указанные в ней данные.
Со страной-производителем, весом и габаритами все понятно. Остается разобраться с такими понятиями как:
- мощность;
- световой поток;
- напряжение и выходное напряжение;
- цветопередача;
- возможность диммирования;
- рейтинг IP.
Термины малознакомые, и не все покупатели обращают на них внимание, но именно от них зависит: насколько ярко будет гореть выбранный светильник, сколько потреблять электроэнергии и где его можно использовать.
Мощность
Этот показатель в светодиодных лампах отличается от привычных характеристик ламп накаливания. Чтобы понять, насколько мощным является светильник, который вы выбрали, необходимо знать соотношение значений. Если выбранный осветительный прибор по этому параметру имеет показатель 5W, то он будет соответствовать лампе накаливания в 40Вт.
При выборе светильника, выпускающегося в разных вариантах, указывается диапазон от 9 до 36W — значит, производитель предлагает модели, которые будут светить как лампочки накаливания мощностью от 70 до 150Вт.
Следует учитывать, что показатель мощности определяет количество потребляемой осветительным прибором электроэнергии, но не может гарантировать необходимую яркость. Она зависит еще и от характеристики светового потока.
Световой поток
Этот термин обозначает количество электромагнитной энергии, которую излучает светодиодный источник света. Световой поток измеряется в люменах и напрямую зависит от мощности.
Представляет он собой пучок световых волн, имеющих различную длину. Одни из этих электромагнитных волн видимы человеческому глазу, другие относятся к инфракрасным и ультрафиолетовым. При взаимодействии они определяют яркость светильника.
Если выбранный вами светильник имеет характеристику светового потока 400 lm, то он соответствует мощности лампы накаливания в 40 Вт. Осветительный прибор, у которого этот показатель 1800lm, будет гореть как привычная лампа накаливания мощностью 150Вт.
Производители обычно предлагают модельный ряд светильников с различными показателями светового потока. Изучая описание осветительного прибора, следует обращать внимание на этот критерий. Он не имеет диапазона, только точные цифры. Они могут перечисляться, указывая, что выпущены модели с разными характеристиками.
Напряжение и выходное напряжение
Несмотря на сходство терминов, они обозначают разные понятия. Напряжение характеризует параметры электрической сети, к которой будет подключен осветительный прибор. Обычно это 220V, но из-за нестабильности подачи электроэнергии производители допускают возможную погрешность и указывают это информацию в описании светильника, например, 220–240V. Также может содержаться информация о частоте, например, 50/60Hz.
Выходное напряжение связано с установленными в светодиодах драйверами, защищающими прибор от перепадов в сети. Устройства снижают полученное напряжение, и на выходе оно имеет совершенно другое значение. Оптимальный показатель — 10–52V.
Цветопередача
Индекс цветопередачи обозначает качество отображаемого источником света цвета. За стандарт принимается солнечный свет, который соответствует 100. LED-лампы, которые создают освещение, близкое к идеальному солнечному свету, имеют показатель 92–95. Если выбранный вами светильник имеет индекс в этом диапазоне — это правильное решение для жилого помещения.
Диммирование
Диммирование — это возможность управления освещением в доме с помощью специального светорегулятора. Эта функция существует только у светодиодных ламп.
Это современный критерий, важный для новых «умных домов». Обычно светодиодные светильники выпускаются с традиционным диммированием Dali&Push. При появлении новейшей системы управления освещением Casambi, в которой все действия совершаются дистанционно, стали выпускаться осветительные приборы, взаимодействующие с обоими системами. Использование дистанционного управления более удобно, так как позволяет регулировать не только режим включения/выключения, но и интенсивность. То есть можно приглушить свет или включать его от датчика движения. Если вы используете эту систему дома, обращайте внимание на специальное обозначение. Внешне диммируемые и недиммируемые лампы отличить достаточно сложно.
Рейтинг IP
Еще один показатель, на который следует обращать внимание — рейтинг IP. Он обозначает степень защиты осветительного прибора от проникновения пыли и влаги. Минимальный показатель — 20, он говорит о том, что прибор можно использовать в чистых сухих помещениях. Для дома или офиса он подойдет, но на улице или в производственном цеху с повышенной влажностью его использовать нельзя.
Цветовая температура
Элитные скандинавские настольные лампы выпускаются с различной цветовой температурой. Этот параметр характеризует интенсивность восприятия человеческим глазом светового потока, то есть говорит, насколько комфортно будет себя чувствовать хозяин дома в том или ином случае. Например, показатель 2000К соответствует легкому солнечному свету при восходе, а 8000К — яркое солнце в ясный летний день. Для осветительных приборов стандартом считается 3000К. Он соответствует утреннему солнечному свету через два часа после рассвета. Есть модели, где этот показатель выше или ниже. Проанализировав свои ощущения в это время суток, вы легко выберете подходящий для себя вариант.
Выбор светильника, отвечающего требованиям, которые вы к нему предъявляете, сделать не просто. Внимательно изучайте технические характеристики осветительных приборов, и вы обязательно найдете идеальное решение.
Направление света
Светильники изготавливаются двух типов: потолочные и настенные , что позволяет создавать в интерьере два типа освещения:
Первый подойдет, если необходимо подчеркнуть насыщенность цветовой гаммы, выбранной для помещения. При таком освещении создается позитивное настроение, что актуально для гостиной, где принимают гостей, отмечают радостное событие.
Второй тип освещения создает игру полутеней, мягкую, комфортную, расслабляющую обстановку. Его выбор будет актуальным в качестве дополнительного для спальни, детской или зоны отдыха в гостиной.
При покупке светильников с двумя направлениями света легко создать единую композицию, придающую гармоничность интерьеру.
Яркость трековых светильников
Важная рабочая характеристика светодиодных светильников и других осветительных приборов. Яркость — это количество света, которое попадает на поверхность от источника света. Измеряется эта величина в канделах на метр квадратный (кд/м2).
Необходимо знать, что яркость во многом зависит от цветовой гаммы интерьера. Например, при одинаковой освещенности яркость в темной комнате и светлой будут разными, так как темные цвета имеют свойство поглощать световое излучение, а светлые — его отражают.
Кроме того, яркость во много зависит от нескольких факторов:
- площади помещения;
- расстояния от источника света до освещаемой площади;
- угла падения светового пучка.
При покупке осветительного оборудования следует помнить, что даже самый яркий источник света не может достаточно осветить помещение большой площади или с высокими потолками, а тем более — обеспечить равномерное освещение пространства. Оптимальным решением будет покупка нескольких менее ярких приборов, которые необходимо разместить с определенным интервалом по всему пространству, только так можно добиться хорошего результата и равномерно распределить свет.
Повышенная яркость света актуальна для торговых площадок, где с ее помощью создают ощущение праздника, что способствует увеличению продаж. В других помещениях необходимости в постоянной повышенной яркости нет, поэтому в этих случаях лучше всего устанавливать диммируемые светодиодные светильники, которые помогут регулировать свет с учетом времени суток и действий, осуществляемых в помещении.
Преимущества светодиодных светильников с регулируемой яркостью
Трековые светильники с возможностью диммирования имеют множество преимуществ. Во-первых, они потребляют меньшее количество электроэнергии. С учетом того, что в зависимости от поставленных задач можно будет изменить яркость осветительного прибора, количество используемого энергоресурса будет еще ниже. В некоторых случаях сокращение расходов может достигать 70-80%. Во-вторых, диммируемые LED-светильники служат гораздо дольше обычных, а это та же экономия.
И самое главное — это удобно. Помимо изменения яркости можно будет включать и выключать свет. И, если это позволяет протокол, все действия можно выполнять дистанционно. Не надо вставать или спешно бежать к светильнику, достаточно нажать кнопку на пульте, смартфоне или другом гаджете, дать команду голосовому помощнику и свет будет гореть так ярко, как надо именно здесь и сейчас.
Светотехнические параметры
Свет, улавливаемый человеческим глазом – это не что иное, как электромагнитное излучение, длина волны которого колеблется в пределах от 400 до 780 нм. Импульсы с параметрами, не входящими в эти границы, нашим зрением уже не воспринимается – это ультрафиолетовое ( ниже 400 нм) и инфракрасное ( выше 780 нм) излучение. Отрасль светотехники изучает количественные и качественные параметры, характеризующие специфические признаки всех излучающих свет приборов.
Основные количественные показатели осветительных устройств – это освещенность, яркость, сила света и световой поток. Для любых расчетов в светотехнике необходимо владеть некой базовой информацией, которая включает:
- Габариты помещения – ширину, длину, высоту;
- Коэффициенты отражения пола, стен и потолка;
- Расстояние между осветительным прибором и рабочей поверхностью;
- Коэффициент использования светильников;
- Тип и мощность применяемых ламп;
- Показатель требуемого уровня освещенности.
Оперируя исходными данными и дополнительной информацией, можно рассчитать цифровые значения каждого из четырех светотехнических параметров.
Освещенность
Эта физическая величина характеризует освещение поверхности, которое создается падающим на нее световым потоком. Освещенность рассчитывается в люксах (1 люкс – это 1 люмен на кв. метр поверхности) и находится в прямо пропорциональной зависимости от силы света осветительного прибора. Удаление светильника от освещаемой поверхности уменьшает освещенность в обратной пропорции к квадрату расстояния. А при наклонном падении лучей на поверхность уменьшение освещенности находится в зависимости от косинуса угла падения лучей.
Освещенность в светотехнике обозначается Е и рассчитывается по формуле:
В случаях, когда для проекта требуется составить точный план построения света, рассчитать освещенность помещений и найти необходимое количество светильников можно, воспользовавшись формулой:
Яркость
Этот параметр, который обозначается знаком L, характеризует яркость ламп и вычисляется в канделах на кв. метр. Это один из главных факторов, участвующих в световом восприятии человеческого глаза. L – это яркость поверхности, излучающей силу света в 1 канделу с поверхности в 1 кв. метр в перпендикулярном направлении.
Именно яркость определяет интенсивность ощущения от того или иного источника света. Грамотное распределение яркости зависит от расположения светильников и отражающих свойств различных поверхностей в помещении. И хоть наши глаза способны адаптироваться к перепадам яркости, резкие скачки вызывают ощутимое утомление.
Световой поток
Этот параметр, обозначаемый символом F ( или Ф) и измеряемый в люменах, характеризует мощность излучения осветительного прибора и представляет собой количественный показатель той энергии, которую излучают источники освещения в телесном углу и которая протекает за принятую единицу времени по принятой единице площади.
В отличие от мощности излучения, измеряемой в ваттах, световой поток оценивается исключительно человеческим зрением и зависит от графика чувствительности глаза к различным длинам волн различимого света. Поскольку человеческий глаз обладает неодинаковой чувствительностью к различным длинам волн, имеющим разный цвет, то излучение равной мощности воспринимается им по-разному, в зависимости от цвета длины волны.
Сила света
Силой света называют пространственную плотность светового потока и рассчитывают как отношение исходящего от источника света потока к величине телесного угла, внутри которого он распространяется. Этот параметр обозначается символом I и измеряется в канделах.
Как следует из формулы, сила света неразрывно связана со световым потоком и выражает его отношение к величине телесного угла. Количественные показатели силы света позволяют судить о преимуществах и недостатках тех или иных осветительных приборов и потому имеют большую ценность. Для измерения этой величины используют специальные приборы – фотометры, показания которых, к сожалению, не отличаются высокой точностью. И дело не столько в устройстве, сколько в индивидуальных особенностях человеческого глаза, который и является главным инструментом фотометрии – науки, изучающей силу света.
«Локус Лайт» – российская компания, предлагающая полный спектр услуг в сфере проектирования освещения, поставки оборудования и установки архитектурного, промышленного и садово-паркового освещения на объектах Москвы и других регионов России. Интернет магазин светильников для освещения в Москве.