Опубликовано

Световой поток светодиодов

Классификация источников света

Нет ни одной отрасли народного хозяйства, где бы ни использовалось искусственное освещение. Начало развития отрасли производства источников света было положено в 19 веке. Поводом для этого послужило изобретение дуговых ламп и ламп накаливания.

Тело, излучающее свет в результате преобразования энергии называется источником света. Почти все производимые в настоящее время типы источников света являются электрическими. Это значит, что для создания светового излучения в качестве первичной затрачиваемой энергии используют электрический ток. Источниками света считают приборы с излучением света не только в видимой части спектра (длинны волн 380 – 780 нм), но и ультрафиолетовой (10 – 380 нм) и инфракрасной (780 – 106 нм) областях спектра.

Различают следующие виды источников света: тепловые, люминесцентные и светодиодные.

Тепловые источники излучения являются самыми распространенными. Излучение в них появляется вследствие нагревания тела накала до темпер, при которых появляется не только тепловое излучение в инфракрасном спектре, но и наблюдается видимое излучение.

Люминесцентные источники излучения способны излучать свет не зависимо от того в каком состоянии находится их излучающее тело. Свечение в них возникает через преобразование различных видов энергии непосредственно в оптическое излучение.

В светодиодных источниках излучения свет образуется в полупроводниковом кристалле при переходе электронов с одного энергетического уровня на другой, в результате чего происходит излучение фотонов. Подробнее об этом можно прочесть в статье «Светодиодные лампы».

На основании изложенных различий источники света делят на четыре класса.

Тепловые

Сюда относят всевозможные типы ламп накаливания, включая галогенные, а также электрические инфракрасные нагреватели и угольные дуги.

Люминесцентные

К ним относят следующие виды электрических ламп: дуговые ртутные лампы, различные лампы тлеющего разряда, люминесцентные лампы низкого давления, лампы дугового, импульсного и высокочастотного разряда, в том числе и те, в которые добавлены пары металлов или на колбу которых нанесено люминофорное покрытие.

Смешанного излучения

Такие виды ламп освещения одновременно используются тепловое и люминесцентное излучение. Примером могут служить дуги высокой интенсивности.

Светодиодные

К светодиодным источникам света относят все типы ламп и световых приборов с использованием светоизлучающих диодов.

Кроме того, существуют другие признаки по которым производится классификация ламп (по области применения, конструктивно-технологическим признакам и тому подобные).

Основные параметры источников света

Световые, электрические и эксплуатационные свойства электрических источников света характеризуют рядом параметров. Сравнение параметров нескольких источников света, для их использования в той или иной области применения, позволяет остановиться на наиболее подходящем из них. Сопоставляя параметры отдельных экземпляров одного и того же источника света, обращая внимание на место и время изготовления, можно судить о качестве и технологическом уровне их производства.

Перечислим основные электрические характеристики ламп и в целом всех источников света:

Номинальное напряжение – напряжение, при котором лампа работает в наиболее экономичном режиме и на которое она рассчитывалась для ее нормальной эксплуатации. Для лампы накаливания номинальное напряжение равно напряжению питающей электрической сети. Обозначается такое напряжение Uл.н и измеряется в вольтах. Газоразрядные лампы такого параметра не имеют, так как напряжение разрядного промежутка определяется характеристиками примененного для ее стабилизации пускорегулирующего аппарата (ПРА).

Номинальная мощность Pл.н – расчетная величина характеризующая мощность потребляемую лампой накаливания при ее включении на номинальное напряжение. Для газоразрядных ламп, в цепь которых включают пускорегулирующие аппараты, номинальная мощность считается основным параметром. Основываясь на ее значении, путем экспериментов, определяются остальные электрические параметры ламп. Нужно учесть, что для определения мощности потребляемой из сети нужно сложить мощности лампы и пускорегулирующего аппарата.

Номинальный ток лампы Iл.н – ток потребляемый лампой при номинальном напряжении и номинальной мощности.

Род тока – переменный или постоянный. Данный параметр нормируется только для газоразрядных ламп. Он влияет на другие параметры (кроме указанных ранее), которые изменяются с изменением рода тока, причем это относится к лампам, работающим только на постоянном или только на переменном токе.

Основными световыми параметрами источников света являются:

Световой поток, излучаемый лампой. Для измерения светового потока лампы накаливания ее включают на номинальное напряжение. У газоразрядных ламп измерение производят когда она работает на номинальной мощности. Световой поток обозначается буквой Ф (латинская фи). Единицей измерения светового потока является люмен (лм).

Сила света. Для некоторых видов специальных ламп накаливания вместо светового потока используются параметры средняя сферическая сила света или яркость тела накала. Для таких ламп они являются основными светотехническими параметрами. Используемые обозначения для силы света Iv, IvΘ, для яркости – L, их единицы измерения – соответственно кандела (кд) и кандела на квадратный метр (кд/м2).

Световая отдача лампы, это отношение светового потока лампы к ее мощности

ηv = Ф / P .

Единица световой отдачи – единица измерения параметра люмен на ватт (Лм/Вт). С помощью этого параметра можно оценить эффективность применения источников света в осветительных установках. Однако в качестве характеристики облучательных ламп используют другой параметр – величину отдачи потока излучения.

Стабильность светового потока – процентное отношение величины снижения светового потока в конце срока службы лампы к первоначальному световому потоку.

К эксплуатационным параметрам источников света относят параметры, характеризующие эффективность источника в определенных эксплуатационных условиях:

Полный срок службы τполн – продолжительность горения в часах источника света, включенного при номинальных условиях, до полного отказа (перегорание лампы накаливания, отказ в зажигании для большинства газоразрядных ламп).

Полезный срок службы τп – продолжительность горения в часах источника света, включенного при номинальных условиях, до снижения светового потока до уровня, при котором дальнейшая его эксплуатация становится экономически невыгодной.

Средний срок службы τ – основной эксплуатационный параметр лампы. Он представляет собой среднеарифметическое полных сроков службы групп ламп (не менее десяти) при условии, что среднее значение светового потока ламп группы к моменту достижения среднего срока службы осталось в пределах полезного срока службы, то есть при заданной стабильности светового потока. Это параметр особенно важен для ламп накаливания, так как увеличение их световой отдачи при прочих равных условиях приводит к сокращению срока службы. Так как экспериментальное определение срока службы приводит к выходу из строя испытуемых ламп, этот параметр определяется на определенном числе ламп с заданной степенью вероятности, рассчитываемой по законам математической статистики.

Динамическая долговечность – параметр, характеризующий срок службы ламп накаливания в условиях вибрации и тряски. Лампы с требуемой динамической долговечностью должны выдерживать определенное число циклов испытаний в установленном диапазоне частот.

Для уточнения работоспособности ламп кроме понятия среднего срока службы используют понятие гарантийного срока службы, определяющего минимальное время горения всех ламп в партии. Этому понятию иногда придают коммерческий смысл, считая гарантийный срок службы временем, в течение которого должна гореть любая лампа.

Сравнительно ограниченная продолжительность горения источников света, особенно ламп накаливания, устанавливает требование к их взаимозаменяемости, что может быть осуществлено только при повторяемости параметров отдельных ламп.

Для обеспечения экономичности осветительной установки важны как начальный световой поток лампы, так и зависимость его спада от времени эксплуатации. С увеличением длительности эксплуатации осветительной установки снижается роль капитальных затрат в стоимости световой энергии. Отсюда следует, что осветительные установки с малым числом часов горения в год целесообразно выполнять, используя более дешевые лампы накаливания и, наоборот, в промышленных осветительных установках, где продолжительность горения составляет 3000 часов и более, рационально использовать более дорогие, чем лампы накаливания, газоразрядные источники света с высокой световой отдачей. Стоимость единицы световой энергии определяется также тарифом на электроэнергию. При низких тарифах оправдано применение в осветительных установках ламп с относительно низкой световой отдачей и повышенным сроком службы.

Важные критерии для светодиодных светильников при освещении магазинов

Люди всегда тянулись к свету – еще с тех времен, когда темнота таила в себе самые разнообразные опасности, подстерегающие первобытного человека в огромном и враждебном мире. Солнечный свет или огонь заставляли темноту и страхи отступать, давали чувство безопасности, уверенности и защищенности. С тех пор мало что изменилось, и мы все так же стремимся выйти из сумрака на свет. Этим свойством человеческой натуры с успехом пользуются в самых различных сферах деятельности, и торговля не исключение.
О влиянии освещения на поведение покупателя и формирование его лояльности в последнее время говорится достаточно много. Исследования в этой области ведутся давно, особенно на Западе, где свет является одним из мощнейших инструментов продаж. В частности, неоднократно исследовалось поведение покупателей при определенных условиях освещения: время нахождения в магазине, перемещения и скорость покупательского потока. Кроме того исследователей интересовало эмоциональное восприятие людьми тех или иных торговых пространств при разном освещении.
Исследование показало, что атмосфера, созданная в магазине с помощью освещения, сильно влияет на покупательское поведение и обуславливает количество покупок. Кроме того, комфортный свет позволяет покупателю находиться в магазине гораздо дольше, что также может повысить уровень продаж. Исследователи отмечают, что две трети решений о покупке принимаются спонтанно непосредственно в магазине, следовательно, его интерьер и созданная в нем атмосфера являются решающими факторами влияния на потребителя.
Во-первых, свет помогает показать товар и сам магазин с выгодной стороны, подчеркнуть его достоинства, акцентировав внимание покупателя именно там, где это нужно. (Здесь сразу вспоминается пример с плохим светом в магазине торгующей строительными материалами, где при выборе возникли проблемы с определением реальных цветовых оттенков обоев, плитки и массива. Но особенно поражает плохое освещение в автосалонах, продающих дорогие машины.)
В-вторых, свет создает определенный эмоциональный настрой. Так, всем известно, что яркий свет поднимает настроение, создает атмосферу радости, праздника. Наконец, свет имеет непосредственное влияние на человека как существо биологическое, подверженное различным физиологическим факторам. Например, световая пульсация некачественных источников света может вызывать головные боли, чувство дискомфорта, повышать утомляемость и снижать концентрацию внимания. Важно ценить здоровье работающих в магазинах сотрудников и клиентов, необходимо чтобы свет помогал им в работе и выборе.
Одно из базовых понятий, которые могут сделать освещение хорошим помощником для продаж, заключается в простой истине: все люди тянутся к свету. Особенно когда речь идет о проблеме выбора – будь то выбор маршрута или товара, человек в любом случае выбирает более освещенные проходы или витрины.
Безусловно, освещенная витрина привлекает внимание к товарам и продуктам в значительно большей степени, чем неосвещенная. Так, эксперимент в винном магазине показал, что чем ярче освещение витрины, тем внимательнее и дольше покупатель рассматривает бутылки и в результате совершает покупку. Если же витрина имеет акцентное освещение, то покупатель проводит возле нее еще больше времени.
Исследователи выяснили, что восприятие освещения, в частности, таких его параметров, как освещенность или цветовая температура, зависит также от некоторых биологических факторов — пола, возраста, этнических и культурных традиций. К примеру, жители южных стран лучше воспринимают холодный свет с цветовой температурой 4000-4500К, а на севере предпочтительны источники света с теплой температурой цвета до 3000К. Молодежь лучше чувствует себя в ослепительно ярком свете, а пожилые люди предпочитают спокойный, нейтральный свет, близкий к дневному. Поэтому целевая аудитория обязательно должна учитываться при разработке дизайн-проекта магазина.
Источники света с разной цветностью по-разному воздействуют на покупателя. Например, лампы, излучающие тёплый желтоватый свет (2000 — 3000К) способны создавать расслабляющую и спокойную атмосферу и чаще используются в продуктовых магазинах. Люминесцентные лампы, излучающие холодный свет (5500 — 6500К) или белый нейтральный (4000 — 5000К), оказывают стимулирующее воздействие, их использование оправдано в магазинах электротехники или спортивных товаров. Отличной аналоговой заменой люминесцентных ламп уже являются светодиодные светильники.
Хорошее освещение способно показать интересные детали товара, подчеркнуть его особенности, а плохое – полностью убить продажи, разрушив форму и цветовую гамму товаров. Розничные продажи связаны с освещением напрямую. Настолько, что даже несколько часов работы объекта с перегоревшими лампами становится отчетливо видно на графике продаж. Свет является мощнейшим средством привлечения внимания. Только за счет создания светового акцента в каком-либо месте можно увеличить продажи в этой точке на 20–60%.
Одна из важнейших экономических задач – активизация людей, их умственных и творческих способностей – решается с помощью естественного и искусственного освещения. Разнообразие световой среды в помещении оказывает положительное влияние на общее физическое и эмоциональное состояние человека, стимулирует умственную деятельность. Учитывая воздействие световой среды на подсознание, можно создать нужную атмосферу и управлять поведением покупателей. Естественное освещение играет важную роль в восприятии магазина в дневное время, но основные задачи розницы решаются с помощью искусственного освещения.
Расчет искусственного освещения заключается в определении числа и мощности источников света, которые будут обеспечивать освещенность в соответствии с нормативными требованиями и, что более важно, требованиями эффективной торговли.
Освещение можно считать правильным, когда оно подобрано в соответствии с учетом фирменной стилистики и усиливает эффект действия торговой среды. Чаще всего в магазинах существует своя стилистика, соответствующая бренду компании и ее фирменным цветам. Большинство компаний выделяется своим фирменным цветовым стилем, который приносит им дополнительные прибыли и выделяет их среди конкурентов. Также многие фирменные цвета компаний запатентованы и при световом оформлении их магазинов это важно учитывать.
При выборе светильников и источников света (ламп) необходимо учитывать несколько самых важных параметров. В нормативных документах регламентируются пять параметров: величина освещенности, неравномерность освещенности, показатель дискомфорта, общий индекс цветопередачи и коэффициент пульсаций освещенности. Первый из этих параметров определяет количественную сторону освещения, четыре остальных – качественную.

Первый показатель, по которому оценивается качество освещения торгового зала, – это общая освещенность. Освещенность торгового зала является результатом действия прямых и отраженных (от потолка, стен и пола) световых потоков; она измеряется в люксах (лк) на уровне рабочей поверхности – 800 мм от пола.
Второй показатель, который определяется и рассчитывается только в программе Dialux, это объединенный показатель дискомфорта UGR. Для светодиодных источников света это показатель особенно важно учитывать. Каждый человек знает, что присутствие в поле его зрения каких-либо ярких предметов (ламп, солнца) или их отражений («зайчиков») сильно затрудняет работу глаза, а иногда делает ее просто невозможной – глаз перестает видеть нужные предметы и особенно их детали. В таких случаях у людей возникает ощущение дискомфорта, то есть зрительного неудобства, а в особо неблагоприятных случаях – чувство ослепленности. Эти ощущения зависят от яркости мешающих «зайчиков», их размеров и расположения относительно линии зрения. А свойство ярких предметов вызывать неприятные ощущения в глазах называется блескостью. Имеются различные методики оценки блескости, создаваемой яркими источниками света или их отражениями. В осветительных установках промышленных предприятий нормируется показатель ослепленности S, равный отношению пороговых (то есть минимально различаемых) разниц яркости объекта и фона при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения. Для расчета показателя ослепленности разработаны методики, которые приведены в СП 52.13330.2011 в виде приложения. Сейчас главной задачей для производителей светодиодных светильников встает разработка и применение рассеивателей, позволяющих убрать видимость большого количества светодиодов и избежать эффект «горячих точек» (ослепленности и блескости от каждого отдельно светодиода). Примеров применения таких рассеивателей конечно не много, но в буквально в 2015 году на российском рынке были представлены светильники, где используется уникальные рассеиватели, позволяющие избежать ослепленности и достичь отличного равномерного света.

В СниПе для внутреннего освещения также указан еще один важный показатель — коэффициент пульсации. Данный показатель можно увидеть в официальных протоколах испытаний светильников или провести его измерение с помощью прибора. Важно знать, что при высокой пульсации, появляется чувство раздражения и дискомфорта у людей, особенно при длительном нахождении под такими осветительными приборами. Этот параметр особенно важно учитывать при освещении рабочих мест и требуется особое внимание людей (при освещении станков, вращающихся механизмов и прочее). С появлением светодиодных светильников этому параметру стали уделять внимание большее. В качественных светодиодных изделиях этот показатель не превышает 1 — 5%. К примеру, в торговом зале коэффициент пульсации освещенности не должен быть более 10%. Более подробно с требованиями вы можете ознакомится в САНПИН 2.2.1/2.1.1.1278-03 в раздел «магазины».
Покупатель не любит затененных участков и старается избегать их. Это естественно. При недостаточном освещении у покупателя появляется подсознательное чувство, что его пытаются обмануть. Считается, что зрение человека больше всего приспособлено к рассеянному солнечному свету, и солнечный свет является эталоном для оценки света других источников и передачи ими цветов. Поэтому покупатель сознательно или бессознательно сравнивает цвет товара в магазине или с цветом в условиях естественного освещения, или с цветом в тех условиях, в каких товар наиболее часто видится в быту.
Для обозначения качества цветопередачи источников света используется индекс цветопередачи. Он обозначается Ra, и его более высокое значение говорит о более точной цветопередаче. Понять, дает ли светильник теплый или холодный оттенок света, можно, обратив внимание на его цветовую температуру в градусах Кельвина (К). Немного вспомним физику: цветовая температура определяется как температура излучателя Планка (черного тела), при которой его излучение имеет ту же цветность, что и излучение рассматриваемого стимула. Существует тонкость субъективного восприятия цветовой температуры: людям свойственно считать, что свет теплых оттенков (желтый, оранжевый, красноватый) имеет более высокую температуру, а свет холодных оттенков – более низкую. На самом деле наоборот. При нагревании тело приобретает вначале теплое свечение, а затем холодное. Законы физики вступают в противоречие с восприятием, сформировавшимся на бытовом уровне. Восприятие температуры света складывалось веками, и буквально до прошлого столетия людям просто не приходилось сталкиваться со сверхвысокими температурами. Традиционно теплыми и горячими были солнечный свет, огонь, раскаленное железо, и все эти явления были связаны с теплыми цветами спектра. Человек, находящийся в окружении природы, всегда имел подтверждение сложившемуся восприятию: при низких температурах он видел пейзажи в гамме холодных цветов, преобладали синий, голубой, зеленый тона (заснеженная равнина, скованные льдом реки, дающая прохладу вода рек, озер и морей и тенистые зеленые рощи). В жарком климате пейзажи в цветах теплой части спектра (выжженная красная земля тропиков, желтые пески пустынь) ассоциировались с высокой температурой воздуха. Цвет оказывает влияние даже на субъективное восприятие температуры в помещении. Вспомним, что человек в холодном интерьере может оценивать температуру в помещении на несколько (обычно на 3–5 градусов) градусов ниже, чем она есть в реальности.
Общий оттенок освещения (холодный или теплый), с психологической точки зрения, вызывает разное настроение, навевая мысли о времени года и суток. Для стимулирования продаж более эффективна световая среда, напоминающая по колориту ясный солнечный день. Такая атмосфера приятна и радует покупателей. Теплый оттенок света, словно солнечные лучи, ласково прикасается к товару и позволяет продемонстрировать все его преимущества, но в то же время делает среду спокойной. Откровенно холодное голубоватое освещение торгового зала не рекомендуется.
В магазине особенности ряда продуктов подчеркиваются светом, чтобы все продукты выглядели аппетитно. Хлеб и выпечка должны выглядеть золотистыми и показывать свой румяный бочок (для этого рекомендуются лампы с низкой цветовой температурой – 2500–3000 К), рыба – смотреться свежей и холодной (с цветовой температурой 4000–6500 К). Здесь, в правильном выборе спектра вам поможет специалист — светотехник.
Осветительные приборы должны органично вписываться в интерьер, и при выборе светильников учитывается коэффициент полезного действия, распределение светового потока, а также такая немаловажная вещь, как дизайн светильников. Доводилось видеть магазины, где скомбинировали несколько видов светильников в одном пространстве. В результате нарушен основной принцип освещения – обеспечение единства интерьера. Светильники, которые попадаются покупателям на глаза, должны обладать привлекательным дизайном и выглядеть достойно. Если товар дорогой, к примеру машины, а висят «убитые» светильники, то создается впечатление, что хозяину абсолютно все равно до покупателей и сотрудников и он просто не хочет продавать больше и преподносить товар лучше.
При расчете общей освещенности необходимо помнить, что от формы светильника зависит коэффициент его полезного действия. Коэффициент запаса показывает, какая освещенность должна быть предусмотрена при проектировании осветительных установок, чтобы в течение всего времени их эксплуатации был обеспечен нормируемый уровень. Правильный выбор коэффициента запаса – ответственный момент проектирования освещения. Завышение его приводит к увеличению требуемого количества светильников, повышает затраты на сооружение осветительной установки и увеличивает расход электроэнергии в процессе ее эксплуатации, а занижение может привести к тому, что через какое-то время после ввода установки в эксплуатацию освещенность будет ниже требуемой нормами. Чаще всего именно при проектировании светодиодных светильников возникают проблемы с определением коэффициента запаса и коэффициентом эксплуатации. Здесь остается надеяться на профессионализм проектировщиков и точность технических параметров led- светильников, основанной на испытаниях и реальной практике. В европейских нормах EN 12464-1-2011 нормируется не коэффициент запаса, а «эксплуатационный коэффициент» – величина, обратная коэффициенту запаса.
С древних времен человек шел на свет, и в подсознании у современных людей сложилась иерархия пространственно-световых взаимосвязей. Эксперименты неоднократно показывали, что если в помещении по-разному пускать освещение, люди будут двигаться по светлым участкам и избегать темных. По периметру торгового зала всегда ставятся наиболее освещенные объекты – они привлекают к себе поток покупателей. Так, потолочные светильники могут располагаться над проходами, образовывая «карту» помещения. Однако основной акцент делается на товарах. При расчете освещенности торгового зала без торгового оборудования надо делать запас в 30-40%. Дело в том, что после установки стеллажей и прилавков уровень освещенности снижается примерно на 30-40%. Это происходит не только потому, что оборудование представляет собой естественные преграды для освещения, но также оно по-разному отражает свет, часто вызывая ухудшение уровня освещенности. Кроме получения необходимого уровня освещенности, надо также учитывать психологические аспекты освещения.
Психологическое воздействие характеризуется факторами:
1. Интенсивность освещения (уровень освещенности);
2. Цветовая температура света, которая выражается в градусах Кельвина.
2. Индекс цветопередачи, Ra.
3. Коэффициент пульсации светового потока.
При высоком уровне общего освещения человек чувствует праздник, возбуждение, прилив сил и улучшение настроения. Поэтому, в зависимости от целей и стратегии предприятия, можно выбрать разный уровень освещенности. Уровень освещенности для комфорта и безопасности человека находится в пределах 500-2500 Lux. Помимо общего уровня освещенности, принципиальным вопросом освещения таких магазинов является выбор цветовой температуры. Наиболее распространенное решение — нейтрально-белый свет 4000К-5000К. Не забывать о таком важном свойстве системы освещения магазина или супермаркета, как энергоэффективность. Если использовать светодиодные светильники, то подобрать можно любую цветовую температуру, так как светодиоды выпускаются с цветовой температурой от 2000К до 5 000К и даже до 10 000К. Светодиоды разделяют по бинам (группам), схожим по световому потоку и цветовым координатам. В одном бине по цветности будут светодиоды с различной светоотдачей. В светотехнических расчетах, специалист должен правильно подобрать диапазон цветовой температур. При проектировании, будет учитываться вся окружающая цветовая гамма (цветность стен, полов и т.п), где будет использоваться светильники. Если светильники излучают холодный спектр (от 6000 -10000 К) то внутри помещений будет не комфортная обстановка и товары будут смотреться не в лучшем «свете». Светодиоды, используемые для освещения, обладают достаточно высоким индексом цветопередачи (75-90), что делает цвета более натуральными.
Что касается энергоэффективности, то тут лучшее решение – это применение качественного светодиодного освещения, так как они потребляют в 10 раз меньше электроэнергии чем лампы накаливания, и в 2 раза меньше, чем компактные люминесцентные лампы (энергосберегающие). Большим плюсом светодиодного освещения также является их долговечность (50 000 – 100 000 часов) и почти полное отсутствие затрат на обслуживание светодиодных светильников, это подразумевает под собой то, что светодиоды не надо заменять, они не перегорают, как лампы, а в магазинах замена ламп это довольно затратное дело. Здесь важно изначально купить светодиодные светильники хорошего качества. Качественные световые приборы на основе светодиодов сохраняют световые и цветовые характеристики минимум в течении гарантийного срока, с учетом соблюдения правил эксплуатации (температур, токов и т.п). Традиционные светильники похвастаться сохранением освещенности в течении даже 1 года не могут. В паспортных данных и по факту, падение освещенности у традиционных ламп только в первый год достигает 20 — 30 %. Тоже самое изменение может произойти и с цветовой температурой. Следовательно изменение освещенности (падение) может привести в более худшему восприятию товаров в магазине и плохому визуального восприятию покупателей и напряжению зрения у сотрудников.
Так как у некачественных изделий, падение освещенности происходит также как и у традиционных. Кроме изменения параметров светового потока, происходит значительное изменение цветовой температуры, ее диапазон смещается в холодный спектр. Так к примеру был белый свет, а со временем он стал отдавать «синевой», ушел в более холодные тона. Это изменение приведет у значительному ухудшению восприятия товара и комфорту общей обстановки.
Помимо качества светодиодной продукции обращайте внимание на компанию у которой вы покупаете изделия, на ее уровень и опыт работы. Помните, что любое светотехническое оборудование имеет свой ресурс работы, также оно может выйти из строя или сломаться в случае форс — мажорных обстоятельств. И для здесь важно, чтобы в случае каких — то проблем вам оперативно помогли специалисты компании, где вы осуществляли проектирование и покупку светильников.

Романовский А.Н.

Основные характеристики

Следуя пословице: «Встречают по одёжке…» достаточно взять в руки коробку с лампочкой, чтобы ознакомиться с её основными техническими характеристиками. Обратить внимание следует не на крупные яркие цифры, а на напечатанное мелким шрифтом описание из 10 и более позиций.

Световой поток

Во времена, когда лампа накаливания была источником света №1, понятие светового потока мало кого интересовало. Яркость свечения определялась номинальной мощностью лампочки. С появлением светодиодов мощность потребления источников света снизилась в разы, а КПД вырос. За счет этого появилась экономия, о которой так часто напоминают рекламные ролики.

Световой поток (Ф, лм или lm) – величина, которая указывает на количество световой энергии, отдаваемой осветительным прибором. Опираясь на значение светового потока можно легко подобрать замену существующей лампочке со спиралью. Для этого можно воспользоваться нижеприведенной таблицей соответствия. Наравне со световым потоком часто можно встретить понятие «световая отдача». Её определяют как отношение светового потока к потребляемой мощности и измеряют в лм/Вт. Данная характеристика более полно отражает эффективность источника излучения. Например, светодиодная лампа нейтрального света мощностью 10 Вт излучает световой поток примерно в 900-950 лм. Значит, её светоотдача будет равна 90-95 лм/Вт. Это примерно в 7,5 раз больше, чем у аналога со спиралью в 75 Вт с таким же световым потоком.

Бывает, что после замены лампы накаливания на светодиодную её яркость оказывается ниже заявленной. Первая причина такого явления – установка дешёвых китайских светодиодов. Вторая – заниженная мощность потребления. Эти обе причины говорят о товаре низкого качества.

Также величина светового потока зависит от цветовой температуры. В случае со светодиодами принято указывать световой поток для нейтрального света (4500°K). Чем выше цветовая температура, тем больше световой поток и наоборот. Разница в светоотдаче между однотипными светодиодными лампами теплого (2700°K) и холодного (5300°K) свечения может достигать 20%.

Мощность

Мощность потребления светодиодной лампы (P, Вт) – вторая по важности техническая характеристика, которая показывает на то, сколько электроэнергии потребляет светодиодная лампа за 1 час. Суммарное энергопотребление складывается из мощности светодиодов и мощности драйвера. Наиболее востребованы в наше время led осветительные приборы мощностью 5-13 Вт, что соответствует 40-100 ваттным лампам с нитью накала.

Качественные драйвера импульсного типа потребляют не более 10% энергии от общей мощности.

В качестве рекламы производители часто пользуются понятием «Эквивалентная мощность», которая выражается в надписи на упаковке наподобие 10 Вт=75 Вт. Это означает, что светодиодную лампу в 10 Вт можно вкрутить вместо обычной «груши» в 75 Вт, не потеряв при этом в яркости. Разнице в 7-8 раз можно верить. Но если на коробке красуется надпись вроде 6 Вт=60 Вт, то зачастую это не более чем рекламный трюк, рассчитанный на рядового покупателя. Это не значит, что изделие плохого качества, но реальная светоотдача будет, скорее всего, совпадать с лампой накаливания не в 60, а гораздо меньше.

Напряжение и частота питания

Напряжение питания (U, В) принято указывать на коробке в виде диапазона, в пределах которого производитель гарантирует нормальную работу изделия. Например, параметр 176–264В свидетельствует о том, что лампочка уверенно справится с любыми перепадами сетевого напряжения без существенной потери яркости.

Как правило, светодиодная лампа со встроенным токовым драйвером имеет широкий диапазон входных напряжений.

Если источник питания не содержит качественного стабилизатора, то перепады напряжения в сети питания будут сильно сказываться на светоотдаче и влиять на качество освещения. В России наибольшее распространение имеют led-лампы с питанием от сети переменного тока 230В частотой 50/60 Гц и от сети постоянного тока 12В.

Тип цоколя

Размер цоколя необходимо знать для того, чтобы подобрать лампочку в соответствии с существующим патроном в светильнике. Основная масса светодиодных ламп выпускается под резьбовой цоколь Е14 и Е27, которые являются стандартом для настенных, настольных и потолочных светильников советского образца. Не редкость светодиодные лампы с цоколем GU4, GU5.3, которые пришли на смену галогенным лампочкам, установленным в точечных светильниках и китайских люстрах с пультом дистанционного управления.

Цветовая температура

Цветовая температура (TC, °K) указывает на оттенок излучаемого света. Применительно к светодиодным лампам белого свечения всю шкалу условно делят на три части: с тёплым, нейтральным и холодным светом. При выборе следует учесть, что тёплые тона (2700-3500°K) успокаивают и располагают к уюту, а холодные (от 5300°K) бодрят и возбуждают нервную систему. В связи с этим для дома рекомендуется использовать тёплого свечения, а на кухне, в ванной и для работы – нейтрального. Светильники на светодиодах с TC≥5300°K пригодны только для выполнения специфической работы и в качестве аварийного освещения.

Угол рассеивания

По углу рассеивания можно судить о распространении светового потока в пространстве. Данный показатель зависит от конструкции рассеивателя и расположения светодиодов. Нормой для современных ламп широкого применения является значение ≥210°. Для эффективной работы с мелкими деталями лучше купить лампу с углом рассеивания 120° и установить её в настольный светильник.

Возможность диммирования

Возможность диммирования (управление яркостью освещения) светодиодной лампы подразумевает её корректную работу от светорегулятора (диммера). Диммируемые лампы стоят дороже, так как их электронный блок имеет более сложное устройство. Обычная led-лампочка при подключении к регулятору света не станет работать или будет моргать.

Коэффициент пульсации

Коэффициент пульсации (Кп) не всегда приводится в перечне характеристик, несмотря на то, что имеет первостепенное значение и оказывает влияние на здоровье. Необходимость в измерении данного параметра возникла ввиду наличия в лампе электронного блока и высокого отклика светодиодов. Низкокачественные источники питания не способны идеально сгладить пульсации выходного сигнала, в результате чего светодиоды начинают мерцать с некоторой частотой.

Коэффициент пульсации светодиодных ламп с питанием от сети стабильного постоянного тока равен нулю.

Наиболее качественными принято считать светодиодные лампы с Кп ниже 20%. В моделях с драйвером тока коэффициент пульсаций не превышает 1%. Определить данный параметр на практике несложно с помощью осциллографа. Для этого нужно измерить амплитуду переменной составляющей сигнала на светодиодах и разделить её на напряжение, измеренное на выходе блока питания.

По частоте переменного сигнала в нагрузке можно определить тип применённого драйвера.

Диапазон рабочих температур

Следует внимательно отнестись к данной характеристике, если предполагается эксплуатировать светодиодную лампочку в нестандартных условиях: на улице, в производственных цехах. Некоторые модели способны корректно работать только в узком диапазоне температур.

Индекс цветопередачи

С помощью индекса цветопередачи (CRI или Ra) можно оценить, насколько естественным виден цвет предметов, освещённых светодиодной лампой. Хорошим считается Ra≥70.

Степень защиты от влаги и пыли

Этот параметр выражается в виде обозначения IPXX, где ХХ – две цифры, указывающие на степень защиты от твёрдых предметов и воды. Его можно не обнаружить в перечне характеристик, если лампа предназначена исключительно для использования внутри помещений.

Дополнительные параметры

Срок службы изделия

Срок службы – весьма абстрактная характеристика светодиодной лампы. Дело в том, что под сроком службы производитель понимает общее время работы светодиодов, а не лампы. При этом наработка на отказ остальных деталей схемы остаётся под большим сомнением. Кроме того, на время работы влияет качество сборки корпуса и пайки радиоэлементов. К тому же не один производитель, в связи с долгим сроком службы, не проводит полноценных тестов по деградации светодиодов в лампе. Так что заявленные 30 тыс. часов и более – это теоретический показатель, а не реальный параметр.

Тип колбы

Несмотря на то что тип колбы для многих не является критичным техническим параметром, во многих моделях его указывают в первой строчке. Обычно тип и маркировка колбы выражается в цифробуквенном коде.

Масса

Весом изделия редко кто интересуется в момент покупки, но для некоторых облегчённых светильников он имеет значение.

Габариты

Сколько производителей – столько и корпусов, отличающихся внешним видом и габаритами. Например, светодиодные лампы мощностью 10 Вт от разных изготовителей могут отличаться в длину и ширину более чем на 1 см. Выбирая новую led лампу для освещения, не стоит забывать о том, что она должна поместиться в уже имеющийся светильник.

Рынок светодиодной продукции продолжает динамично развиваться, вследствие чего характеристики ламп изменяются и совершенствуются. Надеемся, что в ближайшее время применительно к светодиодным лампам будут выработаны стандарты качества, которые упростят покупателю задачу с выбором. Пока же собственные знания – это главная опора при выборе и покупке.

Таблица соответствия мощности и светового потока

В отличие от лампочек со спиралью, основным критерием выбора которых является мощность (Вт), покупать светодиодные лампы нужно по световому потоку (лм). Именно эта физическая величина указывает на то, сколько световой мощности излучает тот или иной источник света. Кстати, на упаковке всех ныне выпускаемых ламп накаливания также указывается значение светового потока. Покупателю нужно лишь научиться правильно сопоставлять ватты и люмены. А для облегчения этой задачи ниже приведена таблица соответствия мощности и светового потока для трёх основных видов ламп.

Лампа накаливания КЛЛ Светодиодная лампа Световой поток
20 Вт 5–7 Вт 2–3 Вт ~200 лм
40 Вт 10–13 Вт 4–5 Вт ~400 лм
60 Вт 15–16 Вт 8–10 Вт ~700 лм
75 Вт 18–20 Вт 10–12 Вт ~900 лм
100 Вт 20–25 Вт 12–15 Вт ~1200 лм
150 Вт 40–50 Вт 18–20 Вт ~1800 лм
200 Вт 60–80 Вт 25–30 Вт ~2500 лм

Из таблицы сравнения следует, что лампочку накаливания мощностью в 100 Вт следует менять светодиодной на 12–15 Вт. Почему? Потому что их световые потоки примерно равны и составляют 1200–1400 лм. В то же время на лицевой стороне упаковки многих LED-ламп можно увидеть 10 Вт=100 Вт. Но стоит заглянуть в таблицу с техническими параметрами светодиодной лампочки, как тут же видно несоответствие по световому потоку.

Кроме этого покупатель должен учитывать ещё 2 важных нюанса:

  • светоотдача светодиодных ламп тёплого свечения (2700°K) примерно на 20% ниже, чем у аналогичных ламп нейтрального свечения (4000°K);
  • пластиковая колба-рассеиватель «съедает» до 10% излучаемого света. Исключение составляют филаментные LED-лампы со стеклянной прозрачной колбой, в которых нет потерь на рассеивании.

При желании можно самостоятельно рассчитать примерный световой поток светодиодной лампы. Для этого следует использовать эмпирическое соотношение: на каждый 1 ватт потреблённой мощности лампа излучает около 100 лм. Также необходимо вычесть потери электроэнергии на драйвере (примерно 1 ватт) и на рассеивателе (примерно 100 люмен). В результате получается, что лампочка мощностью 10 Вт создаёт световой поток порядка 800 лм.

Стоит отметить, что эффективность светодиодов с каждым годом растёт. Поэтому новые модели светодиодных ламп будут обладать большей световой мощностью.

Почему такая разница?

Чтобы ответить на этот вопрос, коротко рассмотрим принцип действия каждого вида лампочек и сравним их потребление энергии. В лампочке накаливания рабочим элементом служит вольфрамовая нить, которую нужно нагреть до 2000-3400°C, чтобы заставить ярко светиться. При этом примерно 95% потребляемой мощности лампы уходит на поддержание температуры спирали, а значит её КПД составит всего около 5%.

Принцип действия компактной люминесцентной лампы (КЛЛ) состоит в получении УФ-излучения за счёт прохождения тока через пары ртути с последующим преобразованием в видимый свет при помощи слоя люминофора. Энергоэффективность современных КЛЛ примерно в 5 раз выше, чем у их аналога с нитью накала.

В светодиодных лампочках свет возникает при прохождении тока через p-n-переход, после чего он пропускается через люминофор. Соотношение световой энергии и полной мощности светодиодных ламп последнего поколения может достигать 30%. Но точного значения КПД для всех LED-лампочек не существует, так как оно сильно зависит от типа применяемых светодиодов и драйвера.

Электрические источники света. Характеристики источников света:

Характеристики источников света:

1.Электрические — напряжение (В) и мощность (Вт).

2.Светотехнические – световой поток (лм) и сила света (кд).

3.Эксплуатационные – срок службы.

4.Конструктивные – форма лампы, форма накала (прямолинейная спиральная, биспиральная), состав газа-заполнителя.

Лампы накаливания.Срок службы около 1тыс. часов; некоторые до 2,5 тыс. часов; светоотдача – 7 – 20лм/Вт; КПД 6-8%. Используются наиболее часто: НВ – накаливания вакуумные; НБ – накаливания биспиральные; НБк – накаливания биспиральные с криптоновым наполнением.

Источником света в них является раскаленная вольфрамовая нить.

Достоинствами их является:

-возможность включения в сеть без специальных пусковых устройств;

-они могут работать при значительных колебаниях напряжения и условий окружающей среды ;

-компактность;

-стабильный световой поток — к концу срока службы он снижается примерно на 15%.

Недостатками их являются малая светоотдача и малый срок службы, а также неудовлетворительная спектральная характеристика. В их излучении преобладает желто-красная часть спектра. Неэкономичность этих ламп обусловлена большими теплопотерями; лишь незначительная часть энергии преобразуется в световой поток.

Газоразрядные лампы используют электрический разряд в атмосфере инертных газов. Из них наиболее распространены люминесцентные. Внутренняя поверхность у них покрыта слоем люминофора. Он служит для преобразования ультрафиолетового излучения, возникающего в парах ртути при электрическом разряде, в видимый свет. К ним относятся: ЛД – лампы дневного света; ЛДЦ – дневного света с улучшенной цветопередачей; ДРЛ – дуговые ртутные люминесцентные; ДРИ – галогенные лампы (дуговые ртутные с парами йода); такая лампа состоит из кварцевой колбы с двумя электродами, пропускающей ультрафиолетовые лучи и заполненной парами ртути, и внешней стеклянной колбы. Для освещения производственных территорий, строек, складов часто используют дуговые ксеноновые трубчатые лампы ДКсТ мощностью 5 – 50кВт, которые имеют большую долю ультрафиолетового излучения.

Преимуществами этих ламп перед лампами накаливания являются :

-больший срок службы (8-12тыс. часов) и повышенная светоотдача (40-110лм/Вт) ;

-спектр излучения их близок к спектру дневного света;

-яркость у них меньше, чем у ламп накаливания, что снижает ослепляющее действие;

-освещение этими лампами более ровное, мягкое, без резких теней.

Существенным недостатком этих источников света при работе на переменном токе является возможные пульсации светового потока. Помимо утомления зрения, при этом возникает стробоскопический эффект. Суть его состоит в появлении мнимых изображений движущихся предметов и иллюзия остановки движущихся частей оборудования. На производстве это может стать причиной несчастного случая.

Кроме того, световой поток этих ламп к концу срока службы уменьшается более, чем в 2 раза. Сильное влияние на их работоспособность оказывает температура среды; при низкой температуре (ниже +100С) могут возникать проблемы с пуском лампы; оптимальной для них является температура +18 — +250С. Имеет также место некоторое запаздывание при включении освещения с этими источниками.

Искусственное освещение разрешается выполнять только при помощи светильников. Светильники – это совокупность источника света и осветительной арматуры, назначением которой является перераспределение светового потока лампы. Осветительная арматура бывает ближнего (для светильников) и дальнего действия (прожекторы). Она предназначена для:

1.Защиты зрения от прямого светового воздействия раскаленных частей источника света

2.Защиты источника света от механических повреждений и влияния внешней среды.

По характеру распределения светового потока светильники бывают прямого, рассеянного и отраженного света. Если в нижней полусфере излучается 80 и более % света, то это светильники прямого света класса П; если 60-80% — преимущественно прямого света класса Н; от 40 до 60% — рассеянного света класса Р; 20-40% — преимущественно отраженного света класса В; не более 20% — отраженного света класса О.

Наихудшим для зрения является прямой свет, а наилучшим – отраженный. Но организация отраженного освещения связана с большими потерями светового потока источника. Поэтому наиболее часто применяют светильники рассеянного света. По гигиеническим, эстетическим и светотехническим показателям их свет почти такой же, как и отраженный, но они более экономичные.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *