Что такое световая отдача

Как правильно понимать технические характеристики светодиодов – краткое разъяснение

Многие производители светодиодов пытаются сохранить свои позиции на рынке за счет того, что предоставляют минимальный объем технической информации о своих продуктах, и даже та информация, которую мы получаем, не рассказывает нам всю правду. Но это информация, которая нам действительно нужна, когда мы хотим указать в спецификации технические характеристики светодиодного продукта.

Фотометрические характеристики

Номинальный световой поток (люмены: лм)

Традиционно показатель светового потока зависел от интенсивности света, излучаемого источником освещения, независимо от влияния светильника и любого оптического устройства управления. Нет причин, по которым производители светодиодов должны были указывать какие-либо характеристики иначе, чем они есть на самом деле, но этот простой параметр намеренно вводил в заблуждение из-за того, что некоторые светодиоды не являются независимыми устройствами, а встроены непосредственно в светильник. Но этого следует коснуться при обсуждении параметра «Коэффициент полезного действия источника света» (см. ниже). В отношении светодиодных панелей указание этих параметров особенно вводило в заблуждение.

Эфективность светодиодного светильника (люмен на Ватт: лм / Вт)

Это тот показатель, за которым «гнался» каждый производитель последние десять лет и даже более длительный период. Сначала настоящей целью было превысить уровень эффективности, который требовался в соответствии с нормативными положениями, регламентирующими уровень энергоэффективности. Эта цель была достигнута несколько лет назад.

Есть предположение, что стремление к постоянному повышению показателей энергоэффективности приведет к ухудшению качества осветительных систем, поскольку более высокая светоотдача светильников будет способствовать меньшей равномерности освещенности в пространстве, и все это в попытке удержать показатели световой эффективности.

Световая отдача (коэффициент полезного действия источника света: LOR)

Существуют два показателя светового потока; световая отдача самого источника света и показатель световой отдачи светильника, который учитывает потери, получаемые внутри корпуса и оптической системы. Коэффициент полезного действия источника света (LOR) – это разница между этими двумя значениями.

В мире не существует на 100% эффективного светильника, несмотря на заявления некоторых производителей светодиодов об обратном. Как только источник света подключается к светильнику, выходные характеристики источника света меняются. Каждый светильник должен иметь коэффициент полезного действия, хотя многие производители и предпочитают не рассказывать вам, что это такое.

Распределение интенсивности (измеряется в канделах: кд)

Кривая в полярной системе координат – это краткая характеристика, которая говорит вам, с каким светильником вы имеете дело. Она моментально выявляет, например, имеет ли потолочный светильник узко направленный луч света или широко направленный.

Показатель максимальной интенсивности обычно находится в центре светового луча. Параметр интенсивности по краям луча обычно указывается в половину от максимальной интенсивности.

Несмотря на то, что ситуация в какой-то степени улучшилась, все еще есть ощущение, как будто производители светодиодов решили, что фактические эксплуатационные качества светильника не имеют значения, будь то узко направленный луч точечного светильника или широко направленный луч осветительного прожектора, это не важно.

Номинальный срок службы светодиодов

Инженер по устройствам освещения Джеймс Хукер проводит испытания на проверку срока службы устройств

Просто указывать параметр номинального срока службы как некое количество часов, пожалуй, не имеет смысла. Этот показатель нужно приводить вместе с уточняющей метрикой – снижением светового потока в течение определенного количества часов. Обычно это показывают как параметр «Lx», где x – процент, оставшийся от первоначального уровня световой отдачи.

Указанный параметр «50 000 часов при L70» означает, что светильник потеряет 30% света за 50 000 часов.

«50 000 часов при L90» говорит нам о том, что светильник теряет только 10% света за тот же период времени.

С данным параметром связана другая метрика – «процент отказов». Речь идет о процентной доле светодиодных модулей, которые могут выйти из строя к тому моменту, когда светильник достигнет номинального срока службы. Вы не увидите этот параметр в технических спецификациях.

Цветовые характеристики

Все источники света деградируют в процессе эксплуатации, и светодиод не является исключением. В процессе использования светодиодов, с ними происходят две вещи, световая отдача снижается и ухудшается качество цвета. Правильно описанные технические характеристики будут содержать данные об этих изменениях в процессе эксплуатации.

Индекс цветопередачи (CRI)

Индекс цветопередачи показывает, насколько эффективно работает источник белого света, точно отображая цвета, которые он освещает. Идеальный параметр CRI будет равен 1; приемлемый CRI для большинства систем освещения в сфере жилой и коммерческой недвижимости – выше 0,8. Следует избегать устройств с индексом цветопередачи ниже 0,8.

Коррелированная цветовая температура (CCT)

Цветовая температура источника белого света обозначает то, насколько «теплым» или «холодным» кажется свет. Данный параметр измеряется в кельвинах (К) – чем выше показатель, тем «холоднее» свет. В домашних условиях обычно предполагается использование освещения с цветовой температурой около 2700K, что похоже на цветовую температуру традиционных ламп накаливания; в помещениях в сфере коммерческой недвижимости обычно используют освещение в диапазоне 3000K – 4000K. Новые тенденции в освещении транслируют подход «освещение для здоровья», поддерживающий суточные биоритмы. Это привело к более широкому использованию цветовой температуры естественного дневного света, превышающей 5000K.

Исторически сложилось так, что одной из основных проблем многих источников освещения была тенденция продолжать использовать лампу долгое время после того, как ее цветовые характеристики ухудшились до такой степени, что лампу уже нельзя использовать. Светодиод здесь не является исключением, и в течение расчетного срока службы можно ожидать, что цветовые характеристики могут ухудшиться. Параметр расчетного срока службы светодиода должен учитывать эту деградацию, а также снижение показателя светового потока. Лишь некоторые компании учитывают этот аспект.

Есть два показателя, которые действительно полезно указывать: цветопередача и цветовая температура в конце расчетного срока службы (L70 и прочие)

Пороги цветоразличия (бины)

Упрощенная версия порогов цветоразличия. Предоставлено: Xicato

В отношении светодиодов также введена новая метрика; «пороги цветоразличия» (McAE). Это стало необходимо из-за несоответствия цветовых характеристик светодиодов после того, как они миллионами штук выходят с промышленных сборочных линий. Параметр «порогов цветоразличения» основан на принципе «едва заметной разницы» между светодиодными чипами. Когда партия чипов имеет одинаковую светоотдачу, их относят к одному порогу цветоразличения. Чем больше разброс показателей, тем большее количество порогов цветоразличения получается.

Хороший производитель, как правило, поставляет продукцию, имеющую два или три порога цветоразличения. Если заявленное количество порогов превышает шесть, ищите другой светодиод.

Опять же, по мере того, как светодиоды приобретают большой срок службы и их цветовые характеристики ухудшаются, количество порогов цветоразличения увеличивается, показывая деградацию изначально заданных показателей цветопередачи. Таким образом, еще одна метрика была бы ценной: отклонение показателя порогов цветоразличения в течение номинального срока службы.

Настраиваемые белые цвета

То, что не так давно стало важным – это цветовые характеристики «настраиваемых источников белого цвета». Это многоканальные источники светодиодного света, где настройки белого света можно смещать в диапазоне между «теплыми» и «холодными» температурами. Что редко указывают – это влияние на цветопередачу, когда идут по всему диапазону. В идеале, изменяющиеся цветовые температуры будут следовать за кривой «идеального излучателя» в соответствующем цветовом диапазоне температур. Появятся системы освещения, для которых эта информация будет чрезвычайно важна.

Электрические характеристики

Любой светодиодный светильник является, прежде всего, электрическим устройством, и есть параметры работы светодиодов, о которых необходимо сообщать в технической спецификации.

Номинальная входная мощность (в Вт)

Входная мощность имеет отношение к общей мощности, потребляемой светильником, включая любое управляющее устройство в цепи.

Управляющий ток (в мА)

Яркость светодиода зависит от управляющего тока драйвера. Чем выше управляющий ток, тем выше светоотдача, но срок службы светодиода снизится. Стандартное значение управляющего тока составляет 350 мА, но может быть и по-другому.

Хорошие или неожиданно высокие показатели световой отдачи могут быть результатом того, что драйвер имеет более высокое напряжение, и, как следствие, показатели расчетного срока службы могут колебаться.

Коэффициент мощности

По своей природе электрическая схема светодиода имеет низкий коэффициент мощности, менее 0,5.

Хотя от производителей не требуется улучшать коэффициент мощности любого светильника с номинальной мощностью менее 26 Вт, это должно быть само собой разумеющимся для любого производителя, который привержен хорошим технологиям и заявляет хорошие показатели.

Ни один светодиодный светильник не должен иметь коэффициент мощности ниже 0,85.

Светотехнические параметры и понятия. Часть 1

Профессиональные светотехники и специалисты, работающие в области освещения, постоянно употребляют разные термины и определения, которые мало о чем говорят простому обывателю, но нужны для правильного описания цветового фона.

Чтобы было проще понимать, о чем идет речь, и что обозначают эти слова, мы подготовили список, объясняющий основные светотехнические термины и характеристики. Его не нужно учить наизусть, можно просто заходить на нужную страницу и освежать в памяти забытый параметр. Говорить «на одном языке» всегда проще.

Светотехнические параметры и понятия.

1 — Видимое и оптическое излучение

Весь окружающий нас мир образуется видимым и оптическим излучением, сосредоточенным в полосе электромагнитных волн от 380 до 760 нм. К ней с одной стороны добавляется ультрафиолетовое излучение (УФ), а с другой инфракрасное (ИК).

УФ-лучи оказывают биологическое воздействия и применяются для уничтожения бактерий. Дозировано они используются для лечебного и оздоровительного эффектов.

ИК-лучи используются для нагрева и сушки в установках, так как в основном производят тепловое воздействие.

2 — Световой поток (Ф)

Световой поток характеризует мощность видимого излучения по воздействию на человеческое зрение. Измеряется в люменах (лм). Величина не зависит от направления. Световой поток — это самая важная характеристика источников света.

Например, лампа накаливания Е27 75 Вт имеет световой поток 935 лм, галогенная G9 на 75 Вт — 1100 лм, люминесцентная Т5 на 35 Вт — 3300 лм, металлогалогенная G12 на 70 Вт (теплая) — 5300 лм, светодиодная Е27 9,5 Вт (теплая) — 800 лм.

3 — Люмен

Люмен (лм) — это световой поток от источника света (лампы) при окружающей температуре 25°, измеренной при эталонных условиях.

4 — Освещенность (Е)

Освещенность — это отношение светового потока, подающего на элемент поверхности, к площади этого элемента. Е=Ф/А, где, А -площадь. Единица освещенности — люкс (лк).

Чаще всего нормируется горизонтальная освещенность (на горизонтальной плоскости).

Средние диапазоны освещенности: на улице при искусственном освещении от 0 до 20 лк, в помещении от 20 до 5000 лк, 0,2 лк в полнолуние в природных условиях, 5000 -10000 лк днем при облачности и до 100 000 лк в ясный день.

На картинке представлены: а – средняя освещенность на площади А, б – общая формула для расчета освещенности.

5 — Сила света (I)

Сила света — это пространственная плотность светового потока, ограниченного телесным углом. Т. е. отношение светового потока, исходящего от источника света и распространяющегося внутри малого телесного угла, содержащего рассматриваемое направление.

I=Ф/ω Единица измерения силы света — кандела (кд).

Средняя сила света лампы накаливания в 100 Вт составляет около 100 кд.

КСС (кривая силы света) — распределение силы света в пространстве, это одна из важнейших характеристик светотехнических приборов, необходимая для расчета освещения.

6 — Яркость (L)

Яркость (плотность света) — это отношение светового потока, переносимого в элементарном пучке лучей и распространяющемся в телесном угле, к площади сечения данного пучка.

L=I/A (L=I/Cosα) Единица измерения яркости — кд/м2.

Яркость связана с уровнем зрительного ощущения; распространение яркости в поле зрения (в помещении/интерьере) характеризует качество (зрительный комфорт) освещения.

В полной темноте человек реагирует на яркость в одну миллионную долю кд/м2.

Полностью светящийся потолок яркостью боле 500 кд/м2 вызывает у человека дискомфорт.

Яркость солнца примерно миллиард кд/м2, а люминесцентной лампы 5000–11000 кд/м2.

7 — Световая отдача (H)

Световая отдача источника света — это отношение светового потока лампы к ее мощности.

Η=Ф/Р Единица измерения светоотдачи — лм/Вт.

Это характеристика энергоэкономичности источника света. Лампы с высокой световой отдачей обеспечивают экономию электроэнергии. Заменяя лампу накаливания со светоотдачей 7–22 лм/Вт на люминесцентные (50–90 лм/Вт), расход электроэнергии уменьшится в 5–6 раз, а уровень освещенности останется тот же.

8 — Цветовая температура (Тц)

Цветовая температура определяет цветность источников света и цветовую тональность освещаемого пространства. При изменении температуры источника света, тональность излучаемого света меняется от красного к синему. Цветовая температура равна температуре нагретого тела (излучатель Планка, черное тело), одинакового по цвету с заданным источником света.

Единица измерения Кельвин (К) по шкале Кельвина: Т — (градусы Цельсия + 273) К.

Пламя свечи — 1900 К

Лампа накаливания — 2500–3000 К

Люминесцентные лампы — 2700 — 6500 К

Солнце — 5000–6000 К

Облачное небо — 6000–7000 К

Ясный день — 10 000 — 20 000 К.

9 — Индекс цветопередачи (Ra или CRI)

Индекс цветопередачи характеризует степень воспроизведения цветов различных материалов при их освещении источником света (лампой) при сравнении с эталонным источником.

Максимальное значение индекса цветопередачи Ra =100.

Ra = 90 и более — очень хорошая (степень цветопередачи 1А)

Ra = 80–89 — очень хорошая (степень цветопередачи 1В)

Ra = 70–79 — хорошая (степень цветопередачи 2А)

Ra = 60–69 — удовлетворительная (степень цветопередачи 2В)

Ra = 40–59 — достаточная (степень цветопередачи 3)

Ra = менее 39 — низкая (степень цветопередачи 3)

Ra он же CRI — color rendering index был разработан для сравнения источников света непрерывного спектра, индекс цветопередачи которых был выше 90, поскольку ниже 90 можно иметь два источника света с одинаковым индексом цветопередачи, но с сильно различающейся передачей цвета.

Комфортное для глаза человека значение CRI = 80–100 Ra

Светотехнические термины

Осветить свою квартиру можно самостоятельно, если воспользоваться рекомендациями специалистов. А чтобы понять их советы правильно, предлагаем вам особый словарик. В нем вы найдете расшифровку наиболее замысловатых светотехнических терминов.

  • 1 из 1

На фото:

Световая отдача

Показывает, с какой экономичностью полученная электрическая мощность преобразуется в свет.

Световой поток. Одна из наиболее важных характеристик светильников. Световой поток определяет количество света, излучаемого данным источником. Измеряется в люменах (Лм). Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет световой поток 1300 Лм, а металлогалогенная 70-ваттная – 6000 Лм.

На фото: модель DIOGENES от Belux.

Световая отдача рассчитывается как отношение светового потока лампы (лм) к ее мощности (Вт). Использование источников света с высокой светоотдачей — один из главных способов экономии электроэнергии. Например, данный показатель у ламп накаливания составляет в среднем 15 лм/Вт, у компактных люминесцентных — 50-90 лм/Вт при схожем уровне освещенности. Соответственно использование люминисцентных ламп позволяет снизить расходы в среднем в 5-6 раз. Самый высокий световой поток имеют разрядные лампы высокого давления — до 100 лм/Вт.

  • 1 из 1

На фото:

Люминесцентные лампы, на которых работает этот светильник, дают холодный белый цвет.

Цветовая температура

Характеристика источников света, которая определяет цветность ламп и цветовую тональность (теплую, нейтральную или холодную) освещаемого лампами пространства. Цветовая температура выражается в температурной шкале Кельвина (К). К примеру, значение цветовой температуры для пламени свечи составляет 1900 К, ламп накаливания — 2500-3000К, люминесцентных — 2700-6500 К, ясного неба — 10 000-20 000 К.

  • 1 из 2

На фото:

Обратите внимание, как меняется восприятие одного и того же цвета при искусственном свете и при естественном освещении из окна. На этом фото это особенно заметно на примере обивки углового дивана, кресла и обеденных стульев в столовой.

Коэффициент пульсации освещенности

Индекс цветопередачи. Отношение цветов предметов при освещении их данным источником света к цветам этих же предметов, освещаемых источником света, принятым за эталон (чаще всего Солнцем), в строго определенных условиях. Обозначается символом Ra. Наивысшее значение Ra равно 100. Худшей цветопередачей обладают натриевые лампы высокого давления (Ra=25). В Европе принята параллельная шкала: тому или иному значению Ra соответствует степень цветопередачи (обозначается цифрами от 1 до 4). Так, очень хорошая цветопередача (степень 1) соответствует значениям Ra=80 и выше, хорошая (степень 2) – от 60 до 79, удовлетворительная (степень 3) – от 40 до 59 и недостаточная (степень 4) – от 20 до 39.

На фото: модель Sextans от фабрики Artemide, дизайн Pedretti Alessandro, Studio Rota & Partners.

Выражается в процентах. Означает глубину пульсации освещенности в определенной точке помещения при питании ламп от сети переменного тока. Неконтролируемая пульсация освещенности приводит к зрительному утомлению.

Согласно СНиП «Естественное и искусственное освещение» предельно допустимым является значение КП, равное 20%, а для рабочих мест, оборудованных компьютерами, согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к ПЭВМ и организации работ» не допускается значение КП более 5%. Коэффициент пульсации для одиночных ламп составляет: для ЛЛ* — 22-70% в зависимости от типа лампы, для ДРЛ — 63-74%, для МГЛ **- порядка 30%, для НЛВД — около 70%. В условиях бытовой (однофазной) сети при эксплуатации светильника с ЭмПРА*** уменьшить коэффициент пульсации для приемлемого уровня можно только для ЛЛ: это достигается конструкцией светильника со специальной схемой подключения, в который устанавливается не менее двух ламп. Использование ЭПРА позволяет радикально снизить коэффициент пульсации для всех рассматриваемых газоразрядных ламп.

* ЛЛ — люминесцентная лампа
** МГЛ — металлогалогенная лампа
*** ЭмПРА — электромагнитный пускорегулирующий аппарат.

Сила света

Отношение светового потока, направляемого от источника света (лампы) или светильника в пределах элементарного пространственного угла (1 стерадиан), охватывающего данное направление, к этому углу. Или, выражаясь проще, плотность светового потока.

  • 1 из 1

На фото:

По определению — освещенностью называют плотность светового потока, который попадает на определенную площадь.

Единица измерения силы света — кандела (кд) — соответствует эталону, который входит в Международную систему основных единиц (СИ). Сила света, излучаемая одной свечой, равна одной канделе (лат. candela — свеча).

  • 1 из 1

На фото:

Свеча — условная единица измерения силы света.

Освещение или световой сценарий дома или квартиры – это основная составляющая дизайна интерьера.Думаю, что в данном случае заказчик должен сам детально сформулировать свои потребности в этом вопросе, своего рода техническое задание, а вот основной замысел и его реализацию лучше доверить профессионалам. Архитектор обычно продумывает концепцию света – где, что, в какой последовательности, какого цвета и чем, – потому что только архитектору понятны визуальные особенности того объема, который придумывается, что нужно выделить, где нужно подчеркнуть контраст, а где объединить. Очень здорово, когда существует тандем архитектор – светодизайнер, т.к. за светодизайнером – доскональное знание технологий, технологических характеристик и моделей света. Но на практике, очень часто хорошие архитекторы являются и хорошими светодизайнерами, и хорошими колористами, и отличными декораторами – и тому множество подтверждений и примеров.

Освещение или световой сценарий дома или квартиры – это основная составляющая дизайна интерьера.Думаю, что в данном случае заказчик должен сам детально сформулировать свои потребности в этом вопросе, своего рода техническое задание, а вот основной замысел и его реализацию лучше доверить профессионалам. Архитектор обычно продумывает концепцию света – где, что, в какой последовательности, какого цвета и чем, – потому что только архитектору понятны визуальные особенности того объема, который придумывается, что нужно выделить, где нужно подчеркнуть контраст, а где объединить. Очень здорово, когда существует тандем архитектор – светодизайнер, т.к. за светодизайнером – доскональное знание технологий, технологических характеристик и моделей света. Но на практике, очень часто хорошие архитекторы являются и хорошими светодизайнерами, и хорошими колористами, и отличными декораторами – и тому множество подтверждений и примеров.

Освещенность

Это поверхностная плотность светового потока, падающего на площадку заданной величины. Единица освещенности в системе СИ — люкс (Лк), который равен одному люмену на квадратный метр (Лм/м2), тогда как в системе СГС за единицу освещенности принимают фот (равен 10 000 люксам).

Освещенность прямо пропорциональна силе света источника света: то есть при удалении от поверхности освещенность уменьшается и наоборот — чем ближе лампочка к поверхности, тем менее мощной она должна быть. Обычно нормируется горизонтальная освещенность (в горизонтальной плоскости).

Диапазон уровней освещенности различен: у яркого солнца в полдень он составляет 100 000 лк, тогда как от неба в безлунную ночь — 0,0003 лк, а от полной луны освещенность всего 0,2 лк. Необходимой для чтения считается освещенность рабочей поверхности около 200 лк.

  • 1 из 1

На фото:

Удаленность от источника света — самый важный светотехнический показатель. Вы никогда не сможете читать при свете лампочки из соседского окна. А вот если лампу удастся повесить низко над рабочим столом, вам может и не понадобиться дополнительный настольный светильник.

Подробное описание светового потока светодиодных ламп

При проектировании систем освещения помещений необходимо руководствоваться определенными величинами, чтобы унифицировать процедуры расчета. Эти же универсальные величины требуются для обычных потребителей, чтобы ориентироваться в источниках света различного типа. Долгое время для ламп накаливания такой величиной был один ватт потребляемой электрической мощности. Но эти приборы сходят со сцены, поэтому требуется найти что-то другое.

Что такое световой поток

На самом деле для расчета освещенности проектантами ранее использовалась другая величина – кандела (свеча), также имеющая прямое соответствие потребляемым ваттам лампой накаливания. В технической литературе начала второй половины прошлого века можно встретить выражения «тысячесвечовая лампа» и т.п. Яркость в канделах означает мощность света в ваттах, излучаемых в определенном направлении. В качестве визуальной ассоциации – такую яркость обеспечивает обычная горящая парафиновая или стеариновая свечка. Отсюда и название. Такой подход обеспечивает визуальное представление яркости, как количество горящих свечей.

Важно! Ватты, используемые для расчета кандел, не имеют отношения к электрической мощности – источник света может быть не электрический (та же свеча).

Для понятия светового потока существует определение – мощность энергии излучения, которая оценивается по световому ощущению. Или количество фотонов, испускаемых в единицу времени. Математически это выглядит так: если точечный источник силой в 1 канделу излучает поток в телесный угол, равный одному стерадиану, то он создает световой поток в 1 люмен (лм).

Требует пояснение понятие стерадиана. Чтобы представить телесный угол в 1 ср, надо взять конус с вершиной в центре сферы радиуса R, который вырезает на поверхности сферы площадь, равную R 2 . Угол раскрыва такого конуса составляет около 65 градусов.

Если точечный источник света в 1 канделу, излучающий одинаково во все стороны, поместить в сферу, радиусом 1 м, то на ее внутренней поверхности создастся освещенность, равная 1 люксу (лк). Эта величина используется для задания норм освещенности. Так, для различных помещений, согласно СНиП, должны выполняться условия:

  • классные комнаты общеобразовательных школ – 500 лк;
  • аудитории ВУЗов – 400 лк;
  • спортзалы – 200 лк.

Нормы освещенности установлены и для других помещений.

Если световой поток в 1 лм падает на 1 кв.м. поверхности, то он создает освещенность в 1 лк. Отсюда связь между люменом и люксом: 1 лк = 1 лм/кв.м. Например, чтобы обеспечить достаточную освещенность в аудитории, площадью 100 кв.м., нужен световой поток в 40000 люмен. Также надо учесть, что освещенность убывает пропорционально квадрату расстояния от источника света, поэтому высота подвеса светильника имеет значение.

Принцип работы

Чтобы понять, в чем удобство использования всех этих величин, надо рассмотреть направление излучения LED, и связанные с этим понятия.

Конструкция светоизлучающего диода такова, что он не посылает свет равномерно во все стороны – нижняя полусфера закрывается подложкой, а конструкция линзы такова, что она не обеспечивает равномерное излучение в верхней полусфере. В итоге основной световой поток концентрируется в верхнем направлении и ослабевает к периферии светового конуса. При определенном угле зрения интенсивность свечения снижается наполовину, а при достижении еще большего угла свет становится невидимым. Первый угол (bac) называется углом половинной яркости, а второй – (fah) – полным углом свечения.

Эти же моменты применимы и к светодиоду с люминофором. Там угол излучения ограничен подложкой и углом наибольшей активности инициирующего излучения p-n перехода. Надо понимать, что на глаз точно определить эти углы невозможно – нужны специальные приборы. Но можно визуально сравнить два светодиода – у какого угол раскрыва больше.

Световая отдача светодиодных ламп

Светоотдача светодиодных ламп не зависит от степени нагрева кристалла. Практически все осветители белого цвета сделаны на основе LED с люминофором, поэтому световая отдача зависит от качества этого люминофора, от технологии, по которой он произведен. Также имеет значение светоизлучение инициирующего кристалла и способность этого излучения вызвать свечение люминофора в видимом участке спектра.

Сила светового потока наружного освещения

Для расчета наружного освещения надо исходить из норм минимальной освещенности, которые также можно найти в соответствующих СНиП (СП). Так, для детских площадок минимальная освещенность не должна быть менее 10 лк.

В нормативах даны минимальные значения освещенности, при расчетах их можно увеличивать.

Чтобы получить искомое количество светильников (N) для получения необходимой освещенности, надо задаться исходными данными:

  • минимальной освещенностью (E), лк;
  • площадью территории (S), кв.м.;
  • коэффициентом неравномерности освещения (z), для LED-светильников он равен 1,2;
  • множителем, учитывающим ослабление светового потока к концу службы светильника (k), для светодиодных приборов он равен 1,2;
  • световой поток одной лампы (F), лм;
  • коэффициент учета отражения предметов, расположенных рядом (n), для асфальта его можно принять 0,3.

Эти величины связаны формулой N=E*S*z*k/(F*n).

Пусть требуется осветить детскую площадку площадью 150 кв.м. В наличии светильники, излучающие световой поток в 1500 лм каждый. Подставив значения в формулу, получим N=10*150*1,2*1,2/(1500*0,3). Получится 4,8 или 5 светильников. Это минимальное количество, по факту можно установить и больше.

Можно задаться не световым потоком имеющихся фонарей, а количеством светильников, которое можно установить на территории. В этом случае надо вычислить световой поток каждой лампы. Формула расчета примет вид F=E*S*k*z/(N*n). Если итоговый результат не попадает в стандартный ряд характеристик ламп, его надо округлить в большую сторону.

Взаимосвязь люменов и ватт

Потребители во всем мире за десятилетия доминирования ламп накаливания привыкли соотносить яркость освещения с потребляемой электрической мощностью. Для этих устаревших приборов это было резонно – развитие технологий в этом направлении давно зашло в тупик. Соотношение мощности и интенсивности освещения устоялось и вошло в привычку.

Для светодиодного освещения прямой взаимосвязи потребляемой мощности в ваттах и создаваемого светового потока в люменах не существует. Точнее, она есть, но только на текущий момент. Технологии не стоят на месте, совершенствуется производство кристаллов, разрабатываются новые люминофоры с повышенной светоотдачей. Соотношения настоящего времени завтра окажутся безнадежно устаревшими.

Таблица яркости света

На актуальный момент соответствие светового потока современных светодиодных ламп и потребляемой ими мощности выглядит так:

Световой поток, лм 250 400 650 1300 2100
Потребляемая мощность светодиодного светильника, Вт 2-3 5-7 8-9 14-15 22-27
Эквивалентная мощность лампы накаливания, Вт 25 40 60 100 150

В таблице указаны приблизительные округленные значения, так как присутствующие на рынке лампы произведены в течение нескольких лет различными производителями по отличающимся технологиям. Для восприятия «на глаз» этот разброс практически не заметен.

В заключении видео: Отличие и взаимосвязь ватт, люменов и кельвинов.

Имея четкое понятие о взаимосвязи характеристик светового излучения, можно самостоятельно выполнить расчет освещения помещения или территории. Для этого надо знать нормы освещенности и технические характеристики LED-ламп.

Таблица сравнения светового потока светодиодов и ламп накаливания и другие показатели эффективности освещения

Многие десятилетия россияне покупали лампы для освещения, руководствуясь на ватты.

Более важен другой показатель – световой поток лампы, измеряемый в люменах и показывающий, сколько света дает конкретный источник.

На этот параметр базируются при расчетах освещения.

Для замены ламп накаливания на светодиодные важно знать эти характеристики.

Понятие освещенности и светового потока

Освещенность рассчитывается как соотношение светового потока к площади поверхности, на которую он направлен, и измеряется в люксах. Один люкс равен одному люмену на квадратный метр (если до поверхности дошел весь световой луч).

Однако при расчетах необходимо учитывать некоторые нюансы:

  • уровень освещенности снижается обратно пропорционально квадрату расстояния от лампочки до освещаемого предмета;
  • освещенность уменьшается, если световой поток падает под углом более 90 градусов;
  • освещенность прямо пропорциональна силе света (мощности источника).

В помещении с чистым воздухом для расчета освещенности используется формула: Е = I / S2, где:

  • I – сила светового луча,
  • S – расстояние от лампы до предмета.

Световой поток характеризует общее количество света, выделяемого прибором. Но и тут есть нюансы. Если световой луч рассеивается под разным углом, значение меняется. Лампа накаливания со световым потоком 1000 лм распределяет его почти на 360 градусов, освещая не только пол, но и стены, потолок. На пол попадает всего 600-700 лм. Если сравнивать с Led лампочкой со световым лучом 1000 лм и углом излучения 180 градусов, на пол попадет почти 1000 лм. Это значит, что при одинаковом световом потоке светодиодная лампочка эффективнее, если нужно осветить пол.

Важно! При выборе источника света большинство покупателей ориентируются на «яркость». По сути, это та же мощность.

Это неверный подход. Световой поток действительно зависит от мощности, но не у светодиодных ламп. Диоды с одинаковой мощностью, изготовленные разными производителями, по световому потоку отличаются.

Примеры можно посмотреть в таблице:

Бренд Мощность (Вт) Заявленный световой поток (лм) Действительный световой поток (лм)
GE 4 215 230
Panasonic 4 215 210
Philips 4 215 347
Philips 6 430 364
Panasonic 6 430 491
V-light 7 430 369
Airam 8 430 617
GE 8 430 488
Verbatim 9 430 443
V-light 10 730 679
Megaman 10 730 680
Verbatim 10 730 906
Megaman 11 960 858

При покупке светодиодных ламп следует ориентироваться на производителя, световой поток (люмены) и угол излучения. У ведущих производителей эти данные видны на упаковках. Если информации нет, изделие не стоит покупать.

Мощность и основные характеристики светодиодной лампы

При необходимости или желании заменить лампы накаливания на светодиодные, в первую очередь необходимо найти эквиваленты по мощности.

Решить эту задачу поможет таблица:

ЛН (Вт) Led (Вт)
25 2
40 4-5
60 7-8
75 9-10
100 11-12
129 18
150 22
200 26

Существуют и другие критерии выбора:

  • цоколь и размеры колбы;
  • напряжение (постоянное, переменное);
  • световой поток и световая отдача;
  • распределение светового луча;
  • температура цвета;
  • наличие теплоотвода;
  • коэффициент пульсации света;
  • возможность подключения диммера.

Для замены ламп накаливания требуются светодиодные изделия с цоколем Е27 или Е14, галогеновых ламп – G4, GU5.3, GU10, люминесцентных – поворотный G13. Плафоны у светильников разные, колбы должны помещаться в них.

Чаще всего светодиодные лампочки подключаются к блоку питания на 12 или 24 В (напряжение может быть постоянное или переменное). Изделия для сети 220 В оснащаются преобразователем. Он может быть встроенный или отдельный. Перед покупкой важно выяснить, для какого вольтажа конкретное изделие предусмотрено. При неверном выборе лампочка не будет гореть или вообще выйдет из строя.

Световой поток светодиодной лампы – один из главных параметров (наряду со световой отдачей и распределением потока). Эффективность в лм/Вт рассчитывается, базируясь на световой поток и его направление. Светодиодная лампочка направляет световой луч в одном направлении, при необходимости осветить большую площадь требуется рассеиватель или несколько источников, направляющих свет под различным углом.

Температура цвета выбирается, исходя из предназначения комнаты. Этот показатель обязательно указан на упаковке. Подключение диммера тоже возможно не всегда, данные тоже на упаковке.

Важно! В изделиях для бытового использования радиатор монтируется в корпус. Степень нагрева во время работы зависит от мощности.

Таблицы сравнения лампы накаливания и светодиодной

В быту используются источники света с мощность, аналогичной лампочкам накаливания на 40, 60, 75, 100 ватт.

Найти светодиодный эквивалент проще всего по таблице:

Лампы накаливания служат не более 1000 часов, светодиодные – 30-50 тыс. часов (от ведущих производителей).

Световая отдача (эффективность) показывает, какая часть использованной источником энергии отдается в световом излучении, и измеряется в люксах (лм/Вт):

  • у лампочки накаливания среднее значение 12 (мало зависит от мощности источников, используемых в быту);
  • у галогеновой – 15;
  • у светодиода – 80-90 (в зависимости от бренда).

Светоотдача определяет КПЦ источника. У ЛН этот параметр 5-10%, у светодиода – 40-90% (в зависимости от бренда).

Коэффициент пульсации светового источника с нитью накаливания может достигать больших значений – 15-25%. У качественного светодиодного всего 0-5%.

Важный показатель – теплоотдача.

У ламп накаливания он пропорционален мощности:

  • 25 Вт – 100оС;
  • 40 Вт – 145оС;
  • 60 Вт – 180оС;
  • 75 Вт – 250оС;
  • 100 Вт – 290оС;
  • 200 Вт – 330оС.

Столь высокая температура ограничивает сферу применения. В натяжные потолки запрещено устанавливать лампочки с мощностью более 60 Вт. Не стоит их приобретать так же для светильников с элементами из ткани, пластика, древесины. Максимальная температура светодиода для бытового использования 65оС.

Температура колбы светодиодного источника с цоколем с мощностью 10 В (35оС) позволяет дотрагиваться до нее руками.

Цена светодиодной лампы примерно в 10 раз выше, чем у изделия с нитью накала. На это в первую очередь и обращает внимание рядовой покупатель, не вдаваясь в подробности.

Правильнее было бы провести расчеты как в таблице (данные для двухкомнатной квартиры, обитатели которой в рабочие дни уходят на 10 часов):

Из таблицы видно, что потребление электроэнергии на освещение после замены снижается в 7 раз. Хотя подсчеты приблизительные, экономия очевидна.

Дополнительно необходимо посчитать экономию от смены источников. ЛН не всегда работают заявленные 1000 часов, поэтому на год их не хватит, поменять придется в каждом помещении. Светодиоды всегда прослужат дольше, если не покупать их у неизвестного китайского производителя. Кроме того, ЛН легко разбить, что тоже может повлечь за собой дополнительные издержки.

Основные выводы

Выбирая источник света, необходимо знать преимущества и недостатки. В магазине важно быстро определить, в чем измеряется каждый параметр, чтобы понять, о чем может рассказать надпись на упаковке.

Выбирать светодиодные лампы достаточно сложно. Если производитель указал, что пульсации нет, на практике она будет, но не более 5%. Не стоит покупать изделие, выпущенное более, чем 2 года назад (за это время технологии успели измениться). Срок гарантии должен быть 3-5 лет. Если он меньше, повышается вероятность сокращения срока эксплуатации.

Даже без расчетов понятно, что с точки зрения затрат на электроэнергию выгоднее светодиодные источники. Но это верно лишь в том случае, если лампы качественные.

Если при выборе допущена ошибка, изделие при наличии чека можно поменять во время гарантийного срока. Чтобы чек не затерялся, желательно его сфотографировать еще в магазине.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий