Светотехнические параметры и понятия. Часть 1. Справочная информация
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.
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.
Показатели цветопередачи:
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
Количественные и качественные показатели освещения
Независимо от области технического света, будь то освещение магазинов или архитектурное освещение, подсветка фасадов задний или промышленное освещение, существуют единицы измерения, необходимые для оценки параметров освещения и характеристик используемого светотехнического оборудования.
Светотехнические величины, определяющие показатели освещения, основаны на оценке ощущения их глазом человека. Различают количественные и качественные показатели освещения. К количественным показателям относятся световой поток, сила света, освещенность, яркость и коэффициент отражения.
Количественные показатели освещения
Световой поток (Ф) – это мощность светового потока излучения, оцениваемая по зрительному ощущению человеческим глазом. Единица измерения светового потока – люмен (лм).
Сила света (J) – это пространственная плотность светового потока в заданном направлении, т.е. световой поток, отнесенный к телесному углу ω , в котором он излучается. Единица измерения силы света- кандела (кд).
Освещенность (Е) – это плотность светового потока на освещаемой им поверхности – световой поток, отнесенный к площади освещаемой поверхности S, измеряемой в м2, при условии его равномерного распределения по поверхности, когда свет источника падает на нее перпендикулярно.
Единица измерения освещенности – люкс.
Освещенность, создаваемая некоторыми источниками освещения:
- лунный свет 0,25 lx,
- солнце сквозь облака 10 000 lx,
- солнечный свет 100 000 lx,
- освещение в офисе 300-2000 lx,
- дорожное освещение 10-50 lx.
Именно освещенность является важнейшей характеристикой при проектировании освещения. Заказчику необходимо получить определенное количество люкс на поверхности освещаемого объекта. Для уличного освещения поверхностью может быть проезжая часть или тротуар, для внутреннего освещения поверхность пола или, если речь идет об освещении торгового зала магазина, поверхность торгового оборудования или манекена.
Нормы освещенности
Существуют определенные нормы освещенности для уличного освещения и освещения помещений. Эти нормы необходимо учитывать при выборе типа светильников, их количества и мощности. Нормы освещенности для различных освещаемых объектов регламентируются законодательно.
- категория А — освещённость 20-15 лк,
- категория Б — освещённость 15-10 лк,
- категория В — освещённость 6-4 лк.
Для освещения помещений также существуют нормы освещенности. При проектировании промышленного освещения или освещения офисов эти нормы особенно важны для обеспечения надлежащих условий труда работников и обеспечения производственной безопасности. Для освещения торговых залов норм как таковых не существует. Однако, ритейлеры придерживаются общепринятых стандартов, пришедших к нам из Европы и США.
Измерение освещенности
Для измерения освещенности используют специальные приборы – люксметры. Примером аналогового люксметра может служить прибор Ю – 116, принцип работы которого основан на явлении фотоэлектрического эффекта.
Под влиянием светового потока, падающего на селеновый фотоэлемент, в замкнутой цепи возникает ток, величина которого пропорциональна световому потоку.
Прибор проградуирован в люксах. При измерении освещенности фотоэлемент устанавливается в рабочей плоскости (горизонтальной или вертикальной) на некотором расстоянии от оператора, проводящего измерения, чтобы тень не падала на фотоэлемент.
В настоящее время нашли широкое применение аналого-цифровые приборы, позволяющие измерять не только освещенность, но и другие параметры, характеризующие освещение, например, коэффициент пульсации или яркость.
Освещенность на поверхности обратно пропорциональна квадрату расстояния от лампы до поверхности. Если вы увеличили расстояние между светильником и освещаемой поверхностью в два раза — то освещенность уменьшиться в четыре раза. Освещенность на поверхности также зависит от величины угла, под которым освещается эта поверхность.
Яркость (В) является световой величиной, непосредственно воспринимаемой глазом. Она определяется отношением силы света в данном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную к направлению излучения.
Яркость некоторых источников освещения: люминесцентная лампа 0,8 cd/м2, хорошо освещённая улица 2 cd/м2, полуденное солнце 150 000 cd/м2, сила света свечи около 1 cd, свет маяка до 2 000 000 cd.
Коэффициент отражения поверхности r характеризует ее способность отражать падающий на нее световой поток. Он определяется отношением отраженного светового потока к падающему. Глянцевая поверхность имеет больший коэффициент отражения, чем матовая. Темные поверхности поглощают свет, светлые довольно хорошо его отражают. Поэтому при проектировании освещения помещений необходимо учитывать цвет стен, наличие зеркал, штор и прочих элементов дизайна, влияющих на итоговый уровень освещенности помещения.
Качественные показатели освещения
К качественным показателям освещения относятся: фон, контраст объекта различения с фоном, показатель ослепленности, коэффициент пульсации освещенности, показатель дискомфорта.
Фон – это поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается.
Фон считается светлым, если коэффициент отражения P больше 0,4; средним при P = 0,2…0,4 и темным, если P меньше 0,2.
Контраст объекта различения с фоном К – это фотометрически измеряемая разность яркости двух зон. Он определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона:.
Контраст считается большим при К более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости), средним при К = 0,2…0,5 (заметно отличаются) и малым, если К менее 0,2 (мало отличаются).
Показатель ослепленности (Р) – критерий оценки слепящего действия осветительной установки, определяемый выражением Р = (S – 1) 1000, где S – коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.
Коэффициент пульсации освещенности (Кп) – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током.
Показатель дискомфорта (М) – критерий оценки дискомфортной блесткости1, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения. Он определяет степень дополнительной напряженности зрительной работы, вызванной наличием резкой разницы яркостей в освещенном помещении.
Этот показатель для производственных помещений не нормируется, его нормируемые величины для жилых, общественных и административно-бытовых помещений приведены в [4], табл. 2, стр. 7–8. Там же на стр. 25 имеется формула для определения показателя дискомфорта М. .
Продолжение статьи «Азбука света»
Объяснение яркости светодиодных ламп и люменов
- Главная страница
- Новости
- Люмен и яркость светодиодов Описание
В традиционных знаниях об освещении мощность в ваттах является стандартной мерой яркости для большинства, причем более высокая мощность соответствует более яркой лампе.
Что такое люмен? Рад, что вы спросили! Люмены (лм) — это единица измерения светового потока! Это будет означать, что чем выше люмен, тем выше будет яркость светодиодных ламп. Чтобы представить это в перспективе, стандартная бытовая светодиодная лампа имеет средний световой поток 800 лм, в то время как большие коммерческие светильники, такие как светодиодные коробки для обуви или стадионные фонари, могут достигать 160 000 лм на светильник!
Вы спросите, почему светодиоды ярче при меньшей мощности?
Без хорошего знания люменов можно с уверенностью предположить, что светодиод с меньшей мощностью будет менее ярким, чем традиционная лампа с большей мощностью; однако это, безусловно, не так! Как упоминалось ранее, светодиодный светильник требует гораздо меньше энергии для работы и производит такой же, если не больше света, чем традиционная лампочка.
Созданные по замыслу, светодиодные лампы имеют минимальную теплоотдачу, что делает их менее опасными и позволяет использовать в конструкции ламп небьющиеся материалы. Кроме того, когда вы подаете питание на светодиодную лампу, больше энергии преобразуется в свет, а не в тепло, поэтому вы часто увидите эквивалентную мощность, указанную в спецификациях для светодиодных ламп. Для умственного изображения стандартная светодиодная лампа A21 мощностью 16 Вт является идеальной заменой лампы накаливания мощностью 100 Вт и будет такой же яркой, если не ярче!
Что такое светоотдача?
Другим распространенным параметром, который вы можете заметить в спецификациях светодиодных светильников, является эффективность! И нет, это не то же самое, что эффективность, которая относится к количеству используемой энергии. Эффективность — это, по сути, то, как вы можете измерить «отдачу от затраченных средств», когда речь идет о яркости, которую вы хотите достичь. Это можно легко рассчитать, разделив люмены на ватт.
Например, светодиодный прожектор мощностью 10 000 лм и мощностью 100 Вт имеет эффективность 100 лм/Вт. Таким образом, как правило, светодиоды высокой мощности имеют эффективность 100 лм/Вт или более, в то время как некоторые коммерческие светодиодные лампы, такие как светодиодные трубки, могут иметь эффективность более 130 лм/Вт.
Как цветовая температура влияет на яркость?
Хороший вопрос! Цвет освещения или световая температура измеряется в Кельвинах (К). Средняя температура светодиодного света колеблется от 2700К (самая теплая) до 6000К (самая холодная). В то время как лампа на 2700K излучает уютное оранжевое свечение, а лампа на 6000K излучает четкий синий свет, яркость будет почти одинаковой. Изменение с 4000K на 5000K, как правило, увеличивает яркость только на 20-60 лм, конечно, в том же приборе. Полезно знать разницу между температурами светодиодного света, так как вы можете использовать эти знания при настройке или создании атмосферы!
← Предыдущий пост Следующее сообщение →
- Теги: яркость кт коррелированная цветовая температура эффективность эффективность энергосбережение светодиодная яркость светодиодные люмены люмен
- Мэри С
Яркость освещения — уроки с лампочками
1 июня 2017 г.
Яркость освещения: люмены и ватты
За последние 10 лет технологии освещения претерпели огромные изменения. До появления энергосберегающих ламп мощность в ваттах была обычным измерением, используемым для определения яркости ламп накаливания. Теперь, когда мы знаем, что лампы накаливания выделяют 90% своей энергии в виде тепла, а более эффективные варианты, такие как светодиоды и компактные люминесцентные лампы, теперь продаются практически в каждом магазине, о котором вы только можете подумать, пришло время начать думать о яркости лампы с точки зрения люменов.
Загрузите копию инфографики
Что такое ватт?
Мощность в ваттах — это измерение количества электроэнергии, потребляемой лампочкой, а не яркости. Чем выше мощность лампочки, тем менее эффективна лампочка в сохранении энергии. Энергосберегающие лампы были созданы для снижения мощности (потребления энергии) и увеличения общего номинального срока службы (как долго лампа будет работать) — в общем, это означает меньше денег из вашего кармана и меньше времени, затрачиваемого на замену перегоревших ламп.
Что такое люмены?
Люмены используются для измерения количества света, излучаемого лампочкой. Чем больше люмен на лампе, тем ярче будет световой поток.
На что обратить внимание при покупке лампочки:
Подобно этикеткам с информацией о пищевой ценности продуктов питания, Федеральная торговая комиссия (FTC) разработала этикетку с информацией об освещении, на которой представлена самая важная информация, позволяющая сделать лучший выбор освещения для вашего помещения. Наиболее часто используемая бытовая лампочка — это эквивалент 60 Вт или энергосберегающий светодиод или компактная люминесцентная лампа со световым потоком 800 люмен. Приведенная выше таблица является отличным ресурсом, который поможет заменить существующее освещение на энергосберегающие варианты.
Совет по освещению: для максимальной экономии энергии найдите лампочку с нужным вам световым потоком, а затем выберите лампу с наименьшей мощностью.
Внешний вид освещения:
Цветовая температура лампочки может влиять на яркость света, даже если световой поток одинаков.
Цветовая температура, излучающая мягкое желтое свечение (3000 К и ниже), может казаться более тусклой, чем лампа с цветовой температурой, аналогичной синему белому свету, излучаемому естественным дневным светом (3000 К и выше).
Эффективность освещения:
Знаете ли вы, что средний срок службы светодиодной лампы составляет 25 000 часов или 22,8 года? Выбор эффективного варианта освещения экономит ваше время и деньги. Светодиодные лампы доступны в нескольких цветовых температурах и типах, которые подходят для всех помещений вашего дома. Чтобы узнать больше о лампочках TCP и о том, где их найти рядом с вами, посетите нашу страницу «Где купить» здесь.
Дополнительная информация об освещении:
Посмотрите наши полезные видеоролики об освещении, чтобы получить дополнительную информацию о вариантах освещения, которые сэкономят ваши деньги и сократят выбросы углекислого газа:
- Таблички с информацией об освещении 101
- Что такое люмены?
- Как утилизировать лампы компактных люминесцентных ламп
Похожие статьи
12 декабря 2022 г.
