Световой поток

Организация освещения в жилых помещениях

С помощью осветительных приборов можно равномерно подсветить всю комнату и разделить ее на отдельные зоны (рабочий стол, кресло для отдыха, зеркало и т. д.). Раньше считалось, что для того, чтобы организовать качественное освещение, нужно знать только количество Ватт на квадратный метр, однако это мнение устаревшее. Чтобы провести правильные расчеты, необходимо определить сколько Лк и Лм нужно на 1м². Учитывая эти важные параметры, вы сможете определиться с количеством лампочек и светильников.

При организации освещения нужно учитывать особенности отдельных жилых помещений:

1. В прихожей искусственное освещение необходимо, так как здесь обычно нет окон. Для подсветки можно использовать светильники, которые излучают направленный пучок света с широким углом рассеивания.
2. Гостиная – это наиболее функциональная комната, которая может совмещать зону отдыха, работы, занятий спортом, приема пищи и т. д. Здесь применяется многоуровневая подсветка с применением разных типов приборов: потолочные, настенные, настольные, напольные. Они помогут равномерно осветить помещение и выделить отельные функциональные участки. Для акцентирования внимания на особенностях интерьера применяют светящиеся ленты.
3. Кухня имеет 2 основных «светящихся» центра – обеденный стол и рабочая поверхность. Потолочный светильник поможет осветить место для приема пищи, а точечные устройства или диодные ленты применяют для подсветки разделочного стола.
4. Спальня — это место для отдыха и расслабления, поэтому свет в ней должен быть мягким и теплым. За фоновую подсветку выступает небольшая люстра или точечные приборы. Дополнить ее можно светильниками возле кровати или туалетного столика.

В санузлах можно сочетать светильники фонового и местного освещения. Основной прибор устанавливают на потолке или стене, а дополнительные – возле зеркала, умывальника и т. д. Для ванной стоит покупать устройства с высоким уровнем влагозащищенности.

Раньше для освещения квартир чаще применяли лампы с нитью накала, но сейчас они уступают более современным галогенным и люминесцентным устройствам. Однако лидером среди всех источников света являются светодиодные лампочки. Они наиболее долговечные, экономичные, прочные, безопасные, имеют широкий спектральный диапазон и сейчас стоят дешевле, чем раньше.

При выборе светодиодных лампочек отдавайте предпочтение проверенным маркам, так как на рынке появилось много подделок.

Что такое световой поток

Световой поток или сила света является мерой измерения воспринимаемой силы света. Она отличается от потока излучения – меры общей мощности электромагнитного излучения (включая инфракрасный, ультрафиолетовый и видимый свет). Итого, световой поток – это то, насколько ярко светит лампа. Главное отличие заключается в регулировке светового потока относительно чувствительности человеческого глаза по отношению к различным длинам волн света.

Поток света нередко используется как объективная мера полезного света, который излучается источником света. Он, как правило, указывается на упаковке для лампочек, хотя не всегда заметен. Потребители обычно сравнивают световой поток разных лампочек, поскольку он дает оценку видимого количества света, который непосредственно излучает светильник. Лампа с наиболее высоким отношением светового потока к потребляемой мощности является гораздо более эффективной.

Световой поток не используется для сравнения яркости, поскольку это субъективное восприятие. Оно зависит от расстояния от источника света и углового распространения света от самого источника. Стоит добавить, что сила света является наиболее часто измеряемым параметром для светодиодов малой мощности.

Минимальный коэффициент, определяемый отношением расстояния до детектора и максимальной протяженности светоизлучающей поверхности, варьируется от 5 до 15 в зависимости от стандарта преобладающей пространственной диаграммы направленности.

Излучение, измеренное на детекторе, сложно связано с интенсивностью источника. По этой причине Международная комиссия по освещению (МКО) разработала концепцию «усредненной интенсивности светодиодов» для решения проблемы, возникающей в условиях ближнего поля. Эта концепция больше не соответствует физически точному определению силы света, но больше относится к измерению освещенности на фиксированном расстоянии и размере детектора.

Светодиод расположен таким образом, что его механическая ось находится прямо на линии с центральной точкой круглого детектора с активной площадью 1 сантиметр квадратный, а поверхность детектора перпендикулярна этой оси. Иногда ни световая сила, ни поток света не представляют полезного света для конкретного применения и требуется что-то среднее. Количество частичного светодиодного потока было введено в публикации МКО 127-2007.

Сила света включает в себя поток и телесный угол и является отношением двух. Это означает, что его единицей является кандела, которая составляет произведение люмена на стерадиану. Частичный световой поток светодиодов также включает в себя поток и угол, но выражается как поток в пределах угла, а не как отношение. Так, его единица измерения – люмен (с указанным углом). Как и усредненная сила света светодиодов, она является мерой ближнего поля и, следовательно, аналогичным образом определяется в терминах физической геометрии, а не является фундаментальной единицей. Вот почему термин «светодиод» включен в количество. Это отличает его от фрагментарного потока, который можно рассчитать по гониометрическим измерениям в дальней зоне.

Характеристика распределения силы света светодиодов и источников светодиодного освещения является чисто фотометрической задачей измерения, которая может быть выполнена с помощью гониометра, используемого вместе со спектрорадиометром или фотометром. Фотометр позволяет проводить очень быстрые измерения «на лету» и рекомендуется для сугубо фотометрических измерений и для тестовых последовательностей, критичных ко времени. Спектрорадиометры дают явное преимущество в том, что все характеристики – радиометрические, колориметрические и фотометрические – могут быть определены с максимальной точностью. Тем не менее, гониоспектрорадиометры имеют более длительное время измерения.

Люмен, люк, кандела, палочка, световой поток. Как это понимать?

Другими словами, сила света — это сила света, доступная человеческому глазу. Чтобы преобразовать излучаемую энергию (Watts) в световой поток (люмены), вам необходимо знать длину волны излучения и кривую чувствительности человека.

Из этого следует, что монохроматическое излучение как компьютерная проблема решается совершенно нерелевантно, но для светодиодного светло-белого цвета вам также необходимо знать более подробный спектр технологий выбросов и производства, и только на основе этих данных уже разработаны методы расчета.

Таким образом, мы можем видеть, что белые светодиоды 1 Вт до 100 лм / эффективность W излучают 0,4 Вт и 0,6 Вт света в виде тепла, а лампа мощностью 100 Вт потребляет широковещательную передачу в видимой части спектра только 6 Вт (0,06 Вт 1 Вт).

Энергия, потребляемая источником света от источника питания, не полностью преобразуется в излучение.

Это особенно актуально для светодиодных ламп. В дополнение к потерям энергии в самом светодиоде, силовой преобразователь теряет свою мощность, а часть света задерживается оптикой — отражателями, диспенсерами, линзами. При использовании светодиода со скоростью 100 лм / Вт эффективность светильника редко достигает 80 лм / Вт, а для наиболее распространенных источников света он может составлять 60-70 лм / Вт. Из-за этого современные светодиодные источники света примерно в 10 раз эффективнее, чем сейчас архаичные лампы накаливания.

В этом случае не забудьте главное правило для разработки источника питания для светодиода: для питания светодиода используйте стабилизатор тока, не смешивайте его с регулятором напряжения. В случае с малыми токами чип LM317T оказался очень полезным, и для крупных потоков особенно важны специализированные микрочипы драйверов, которые выполняют оптимальный режим работы тока, особенно критичные для высокой мощности.

Чтобы узнать, сколько люменов в свече, вам нужно использовать простой веб-калькулятор.

Фотометр

Фотометр – это прибор-измеритель освещенности. Свет поступает на фотодетектор, затем преобразуется в электрический сигнал и измеряется. Встречаются фотометры, работающие по другому принципу. В основном фотометры показывают уровень света в люксах, но есть и такие, которые используют другие единицы. Те фотометры, которые также называют экспонометрами, участвуют в определении выдержки и диафрагмы, тем самым помогая фотографам и операторам. Помимо того, фотометры применяют для определения уровня безопасной освещенности в других областях, например, в растениеводстве, в музеях, там, где необходимо поддерживать нужную освещенность.

Безопасный поток света на работе

Работая в темном или слабоосвещенном помещении, могут возникнуть различные проблемы со здоровьем, будь это ухудшение зрения, депрессия или другие физиологические и психологические нарушения. По этой причине на рабочем месте, в рамках правил охраны труда, включаются требования о минимальной безопасной освещенности. В конечный результат измерения, который выдает фотометр, входит площадь распространения света. Эти показатели обеспечивают достаточную освещенность всего помещения.

Световой поток и экспонаты музея

От освещенности и силы потока от источника света зависит скорость, с которой будут ветшать и выцветать экспонаты музея. Работники музеев проводят работу по определению освещенности экспонатов. Это делается для того, чтобы убедиться в безопасном количестве светового потока на музейные единицы, а также для обеспечения достаточного уровня освещенности посетителям во время рассматривания экспоната.

Уровень освещенности можно измерить фотометром, что осуществить нелегко, так как его нужно устанавливать как можно ближе к экспонату, а это требует извлечения защитного стекла, выключения сигнализации и получения разрешения. Эту задачу облегчают другим способом, который часто используют сотрудники музея. Вместо фотометра применяют фотоаппарат, который не является заменой фотометра в ситуациях, где требуются более точные измерения найденной проблемы с освещением, но чтобы выявить отклонение от нормы вполне достаточно.

Определить экспозицию фотоаппаратом можно на основе показаний об уровне освещенности. Уровень освещенности экспозиции легко определить посредством нехитрых вычислений. Сотрудники музеев прибегают к формуле или пользуются таблицей, где экспозиция представлена в единицах освещенности. Производя вычисления, не нужно забывать о том, что камера поглощает некоторое количество света, поэтому следует это учитывать.

Световой поток в садоводстве и растениеводстве

Прежде чем обеспечить растение светом, который необходим для фотосинтеза, нужно знать, сколько требуется его каждой культуре. Садоводам и растениеводам это известно. Они измеряют уровень освещенности, чтобы удостовериться в том, что каждое растение получает необходимое ему количество света. Часто для таких процедур применяются фотометры.

Фотометры также широко применяются в лабораторной практике. Например, определяется спектр образцов, с помощью которых устанавливается химический состав. К особому классу таких приборов относится пламенный фотометр. Он выявляет в образцах щелочные металлы, такие как натрий, литий, калий. Чтобы их обнаружить, нужно сжечь образец при высокой температуре и с помощью фотометра проанализировать спектр пламени. Данная задача другими способами решается гораздо труднее.

Современные фотометры преобразуют световое излучение в электрические импульсы, они регистрируются по принципу амперметра и вольтметра, а после конвертируются в компьютерный формат.

Фотометр — это прибор, охватывающий многие области знаний, такие как химия, молекулярная биология, физика, материаловедение и другие. Фотометр широко применяется в промышленности, в лазерной и оптической продукции. Помимо химической лаборатории, фотометр находит применение в лабораториях судебно-медицинской экспертизы.

Таким образом, из вышеизложенного вы узнали о единицах измерения света, что лампы лучше покупать с указанным числом люменов, что понятия освещенности и яркости разнятся, а количество света можно измерить специальным прибором.

Сравнительная характеристика лампы накаливания и светодиодной

Разница «в возрасте» этих типов ламп составляет почти сотню лет. Тем не менее, «старушка» с вольфрамовой нитью в колбе до сих пор остается самой востребованной на рынке.

Светодиодные лампы Navigator Filament

Давайте проведем небольшой сравнительный анализ основных технических характеристик двух типов ламп – накаливания и светодиодной. Ведь не только мощностью отличаются равные по световому потоку изделия.

Светоотдача

Светоотдача лампы определяется как отношение светового потока к мощности. Измеряется этот параметр в Лм/Вт. Светоотдача лампы накаливания колеблется в пределах 8-10 Лм/Вт. Ее светодиодный сородич имеет диапазон 90-110 Лм/Вт. Следовательно, эффективность последнего явно выше.

Цветовая температура

При проектировании освещения дома или офиса специалисты рекомендуют руководствоваться следующей таблицей:

Теплоотдача

Не менее важной характеристикой, подлежащей сравнению, является теплоотдача от изделия. Лампы накаливания могут разогреваться до 250 градусов. Лампы накаливания могут разогреваться до 250 градусов

Лампы накаливания могут разогреваться до 250 градусов.

Правда, в основном этот параметр держится в пределах 170 градусов.

Разогретая стеклянная колба является потенциальным источником пожара, поэтому при монтаже осветительной сети в деревянном доме использовать традиционную лампочку не рекомендуют.

В этом плане светодиодная ламп находится в более выигрышном положении: она может нагреться не выше 50 градусов. Следовательно, никаких ограничений в ее применении не существует.

В этой статье речь идет об общих случаях. Для помещений категории повышенной взрыво-пожароопасности выпускаются соответствующая продукция, имеющая высокую степень защищенности.

Срок службы

Светодиодные лампы характеризуются отменной живучестью. Производители утверждают, что прослужить их изделие может более 50 тысяч часов. Лампы накаливания живут намного меньше – всего 1000 часов. Поэтому гораздо выгоднее один раз купить дорогую лампочку, которая прослужит несколько лет, чем каждые 3 месяца менять дешевую.

Типы светодиодных ламп

Однако долговечность светодиода не отражает одного прискорбного факта: со временем интенсивность его свечения снижается. Примерно через 4000 часов работы свет от него заметно потускнеет.

Деградация светодиода тем выше, чем ниже его качество. Много нареканий в этом плане возникает у потребителей к китайской продукции.

КПД

Коэффициент полезного действия ламп освещения говорит о том, какой процент потребленной электроэнергии превращается в свет, а какой – в тепловую энергию. КПД светодиодов составляют примерно 90%, лампа накаливания может похвастаться лишь семью-девятью процентами.

Thomson Filament — светодиодные лампы нового поколения

Цена

В интернете бурно спорят противники и сторонники светодиодов. Предмет их спора – стоимость. Ведь стоят светодиодные лампы более чем в 10 раз выше обычных. В пользу первых говорит малая мощность, а, следовательно, низкое энергопотребление.

Для наглядности сведем показатели экономичности ламп разного типа в таблицу:

Таблица составлена на основе следующих исходных данных: в среднем лампочка горит около 8 часов в сутки или 8 х 365 = 2920 часов; стоимость 1 кВт*ч принята за 3 рубля.

Из таблицы видно, что даже без учета долговечности ламп светодиодная по сравнению с лампой накаливания занимает явно выигрышное положение.

Прочие характеристики

• силе тока;
• механической прочности;
• цветовой температуре и некоторым другим показателям.

Давайте сравним две лампы:

• светодиодную мощностью 9 Вт;
• накаливания на 60 Вт.

Результаты сравнения сведем в таблицу:

Все вышеприведенные таблицы позволяют составить общее представление о преимуществах и недостатках светодиодов и лампочек накаливания.

Методы расчета

Вычислить требуемый и достаточный световой поток удастся одним из трех методов:

1. Удельной мощности. Используется для оценивания общего освещения. Для просчета полной мощности требуется перемножить нормативные данные (удельную мощность) на площадь комнаты. Чтобы верно определить нормативный показатель необходимо учитывать: тип ламп, предназначение помещения, распределение ламп на стене и потолке. При этом после расчетов определяется удобная и комфортная для человека конфигурация и условия освещенности.
2. Коэффициента применения. Для начала определяется расположение источников света с оглядкой на конфигурацию помещения и возможность отражения или поглощения света. По формуле предусматривается умножение норматива освещенности на площадь комнаты на коэффициент запаса и на коэффициент min освещенности. Все это разделить на перемноженные между собой количество светильников и коэффициент использования светового потока.
3. Точечный. Данный метод считается подходящим для любого помещения, может использоваться, для просчета источников света на улице. Для получения результатов осуществляется оценка освещенности в отдельных точках, на которые попадает свет. При этом осветительные приборы могут размещаться как угодно. Оценка проводится в ключевых для пользователя точках. Особенно актуальная такая методика в комнатах, где на стенах темная отделка и сложный по конфигурации потолок.

Эти методы в реализации не очень сложные, но все же есть способ значительно проще, представлен он ниже.

Подбор уровня освещения

Уровень освещения можно подбирать самостоятельно при помощи двух- или трехклавишных выключателей, а также при помощи устройств регулирования напряжения на источник света (электрические диммеры).

Диммер освещения позволит плавно убавлять или добавлять уровни светового потока в помещениях, также он нужен для регулировки внешнего освещения дома или офиса. Световой поток от светодиодных ламп является самым ровным источником, то есть он дает свет без различных пульсаций, как в газоразрядных лампах.

Свет от источников электрического освещения можно оптимизировать под свои потребности с использованием фильтров различного уровня. В качестве фильтров можно использовать оргстекло, кварцевое стекло, прозрачные или полупрозрачные пластиковые панели различной конфигурации.

Применение пластиковых панелей для создания световых фильтров – наиболее приемлемый вариант в отличие от панелей из оргстекла. Пластиковые панели со временем не будут терять прозрачность от воздействия солнечной радиации. Если применять в качестве светофильтров панели из оргстекла, то нужно понимать, что этот материал со временем становится матовым, и световой поток через такие фильтры ухудшается.

При помощи различного вида электроосветительных источников получаются интересные световые комбинации. Также в настоящее время есть немало светотехнических устройств, использующих в своей конструкции лазерные излучатели светового потока. Сами по себе лазеры работают в разных диапазонах светового спектра, диапазон излучения может быть как в видимом спектре излучения, так и в невидимом уровне света для глаз человека.

Лазерные световые потоки могут быть как опасным уровнем излучения для зрения человека или животных, так и безопасным. Все зависит от мощности излучателя лазерного устройства и длины радиоволн светового спектра излучения.

При помощи лазерных световых потоков можно создавать различные пространственные эффекты, объемные графические визуализации (3D, 5D). Также с помощью лазерных установок делается всевозможное освещение или подсветка фасадов зданий или рекламных баннеров.

Световые потоки от лазерных устройств позволяют получать контрастные и четкие изображения. Они дают возможность воспроизводить тексты, видеоизображения (в том числе объемные), качественные фотоизображения.

Поток от лазеров, особенно от достаточно мощных, следует направлять вверх, избегая попадания лазерного излучения в сторону людей или животных. Попадание излучения в глаза может нанести вред здоровью, в том числе и непоправимый.

Как измерить яркость освещения

Измерить яркость можно с помощью специализированного прибора. В качественном яркометре устанавливают:

• объектив с высокой светосилой;
• чувствительную матрицу;
• микропроцессорный блок обработки/ вывода информации.

Если хорошо настроить такой прибор, он сможет измерять силу света на большом расстоянии от источника (отражающей поверхности).

Люксометр

Приборы этой категории создают со встроенным или выносным датчиком. Простейшие стрелочные приборы стоят недорого. Однако пользоваться ими неудобно в труднодоступных местах и при высоком уровне вибраций. Повышенную точность обеспечивают цифровые модели. Фоточувствительный датчик устанавливают на поверхности. После обработки результат измерений отображается на дисплее и записывается в памяти.

Измерение люксометром

Световой поток и яркость – не одно и то же

Обращаясь к определению яркости L, измеряемой в канделах на квадратный метр (Кн/м²), видно, что это количество отражённого поверхностью света.

Яркость источника – это соотношение силы его свечения и величины этой силы, приходящейся на единицу площади поверхности источника, которую видит глаз. Сила света измеряется в канделах, потому яркость обозначается буквой L и измеряется в Кн/м².

Если наблюдать издалека два источника света, имеющих разную площадь поверхности, но с одинаковой силой света, то меньшая поверхность будет выглядеть ярче. Увеличение угла, под которым смотрят на световой источник, уменьшает воспринимаемую глазом яркость. Яркость максимальна, когда плоскость, в которой лежит излучатель, перпендикулярна глазу.

Величина яркости изменяется от вида поверхности:

• светоотражающая поверхность увеличивает яркость;
• светопоглощающая или рассеивающая поверхность уменьшают значение L.

Важно! Световые потоки – это вся энергия излучения источника, яркость – только та доля, которая поступает в глаз или на предмет. В частности, оптический проектор в своих технических характеристиках имеет обозначение не яркости, а величины СП

Оптический проектор

Основные выводы

Знать точные определения понятий, используемых при расчетах систем освещения, рядовому потребителю не обязательно. Если необходимо просто заменить выгоревшую лампочку, достаточно помнить, что ватт – это совсем не люмен. Первый определяет мощность, второй – освещенность. При переходе на другой вид источников света вполне можно обойтись без расчетов, если найти таблицу в интернете.

Сейчас при покупке ламп необходимо ориентироваться не на ватты, а на люмены, и помнить, что этот показатель во многом зависит от конструкции источника. Например, люминесцентная лампа вполне способна обеспечивать 2500-2500 лм, причем показатель зависит от особенностей колбы. Чаще всего проблемы создают светодиодные источники, если покупаются некачественные изделия.

При выборе необходимо учитывать так же снижение яркости свечения в процессе эксплуатации. Показатели у разных источников отличаются. Лампа накаливания может терять до 15% потока, люминесцентная – до 30%, светодиодная – до 5-10%. При покупке обязательно учитывается необходимый запас.

Если проводится самостоятельный ремонт с изменением системы освещения, лучше заказать светорасчет. Любая ошибка может обернуться дополнительными затратами. Самостоятельно учесть все нюансы без специального программного обеспечения невозможно. При верном выборе специалиста он поможет выбрать вид ламп, позволяющий сэкономить на электроэнергии. После установки не будет неприятного сюрприза в виде недостаточного уровня освещенности.

Предыдущая
Освещение в квартиреКак правильно рассчитать освещение по площади помещения
Следующая
Освещение в квартиреКак правильно измерить уровень освещенности в помещении и каким он должен быть