Свет: основные понятия и их практическое применение

Источник http://www.atomsvet-esco.ru

Основная задача освещения – создание приемлемых условий видимости, исходя из конкретных целей и задач, что достигается путем подбора светильников с оптимальными светотехническими характеристиками.

Любое предприятие или организация стремятся организовать энергосберегающее освещение с низкой стоимостью владения, которое позволит существенно снизить потребление энергоресурсов и затраты на их оплату.

Как правило, рядовой потребитель не обладает нужными знаниями, чтобы самостоятельно подобрать эффективное оборудование, отвечающее всем светотехническим требованиям и нормативам. Проектирование осветительной системы лучше доверить специалистам, но покупатель и сам должен ориентироваться в терминах по светотехнике, чтобы четко понимать критерии выбора осветительных приборов.

Основные термины по светотехнике

• Световой поток (F) – мощность оптического излучения источника света, оцененная в соответствии с относительной спектральной чувствительностью среднего человеческого глаза. Единица измерения – люмен (лм).
• Сила света (I) – пространственная плотность светового потока, испускаемого в заданном направлении, равная отношению светового потока к величине телесного угла, в котором равномерно распределено излучение. Единица измерения – кандела (кд).
• Освещенность (Е) – величина светового потока, приходящаяся на единицу освещаемой поверхности (1лм/1м2). Единица измерения – люкс (лк).
• Яркость (L) – отношение силы света, излучаемого поверхностью, к площади её проекции на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения. Единица измерения – кандела на квадратный метр (кд/м²).
• Световая отдача (Ŋ) – эффективность преобразования потребленной электроэнергии в свет видимого спектрального диапазона. Единица измерения – люмен на ватт (лм/вт).
• Цветовая температура (Тс) – температура, при которой абсолютно черное тело испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение. Единица измерения – Кельвин (К). В практическом смысле этот параметр характеризует оттенок белого света, излучаемого осветительным прибором. С увеличением цветовой температуры в излучении возрастает доля синей составляющей цветового спектра и уменьшается доля красной составляющей. Например, цветовая температура теплого белого света соответствует 2 500–3 500 К, нейтрального – 3 500–4 000 К, холодного – 4 500–6 000 К.
• Индекс цветопередачи (Ra или CRI) – параметр, характеризующий степень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света. Максимальное значение Ra составляет 100 единиц. Чем ниже значение Ra, тем хуже цветопередача.
• Видимое излучение (видимый свет) – диапазон электромагнитного излучения, воспринимаемый глазом. В него входят электромагнитные волны длиной 380–780 нм. Чувствительность зрительных органов к излучению с разными длинами волн неодинакова – оптимальное восприятие света приходится на длину волны в 555 нм (желто-зеленая область спектра). Человек лучше всего видит середину диапазона излучения, хуже – его края.
• КСС (кривая силы света) – угловое распределение в пространстве светового потока от источника света. Наиболее распространенные типы КСС для внутреннего освещения: К (концентрированная, угол раскрытия светового потока 35⁰), Г (глубокая, угол раскрытия 60⁰), Д (косинусная, угол раскрытия 120⁰).

Практическая светотехника

Чтобы организовать качественную систему освещения, нужно не только знать основные светотехнические понятия, но и понимать, как они связаны с конструктивными особенностями осветительного оборудования.

КПД светильника и световой поток

Как правило, источник света функционирует не отдельно, а как часть осветительного прибора. В итоге световой поток, проходящий через оптическую систему и плафон, теряет свою интенсивность. Чтобы отразить количественную величину световых потерь, используется такое понятие, как КПД – коэффициент полезного действия светильника. В паспортах осветительного оборудования параметры светового потока и КПД указываются с учетом типа осветительного прибора. В случае с традиционными светильниками, где используются различные съемные лампы, можно обозначить только КПД прибора. Если известен поток лампы и КПД, покупатель может самостоятельно рассчитать световой поток светильника. В руководстве к светодиодным системам, как правило, указывается световой поток светильника, с учетом всех внутренних потерь. Однако некоторые производители вместо светового потока светодиодного светильника указывают световой поток применяемых светодиодных источников света – на это обязательно нужно обращать внимание при изучении характеристик светодиодного оборудования.

Устройство корпуса и КСС

Одна из главных задач осветительного прибора – правильно распределить световой поток в окружающем пространстве. К примеру, свет от лампы практически равномерно распределяется во все стороны, но для ряда задач световой поток нужно направить на конкретный объект или плоскость. Направление светового потока светильника показывает КСС, которая определяет зону максимально интенсивного излучения. Чтобы избежать бесполезного рассеивания светового потока, в конструкции светильников с традиционными съемными лампами предусмотрены специальные отражатели, концентрирующие свет в нужном месте. Световой поток светодиодов изначально обладает определенной направленностью (угол раскрытия 120-130⁰), поэтому для формирования требуемой КСС используется вторичная оптика, которая может устанавливаться как на одиночные светодиоды, так и на светодиодные модули. Одна из наиболее прогрессивных оптических систем – система вторичной оптики, встроенной в защитное стекло. Таким образом, LED-светильнику не требуется дополнительное место под установку отражателей, поэтому корпус прибора имеет компактные размеры и эргономичную форму.

Также КСС светильников влияет на качество освещения, в частности, на ослепляющий эффект. Несоответствие этого параметра установленным нормативам приводит к ухудшению общей видимости, снижает контрастное восприятие объектов.

Индекс цветопередачи, цветовая температура и коэффициент пульсации светового потока

К важным параметрам светильников относятся не только количественные, но и качественные показатели освещения. Такие как: индекс цветопередачи, цветовая температура и коэффициент пульсации света.

Индекс цветопередачи (Ra). Человек видит не сами предметы, а отраженный от них свет, поэтому восприятие цвета может зависеть от того, какой тип лампы освещает поверхность. Индекс цветопередачи указывает разницу в передаче цветов при освещении предмета реальным и эталонным источником света с Ra=100. При организации внутреннего и наружного освещения рекомендуется использовать светильники с определенным значением Ra. Например, для наружного освещения подходят приборы с низким индексом цветопередачи (Ra ≥ 20), ведь чтобы ориентироваться на улице, достаточно различать большие предметы. Согласно СП52.13330.2011 для офисных и торговых помещений требуется использовать светильники с Ra > 80 – при освещении такого качества сотрудники смогут различать мелкие детали и точные цвета объектов.

Цветовая температура. Этот показатель позволяет подобрать светильники с излучением нужного оттенка. Например, приборы с цветовой температурой теплого белого света (2 500–3 500 К) создают комфортное освещение в жилых помещениях. Светильники с нейтральным светом (3 500–4 000 К) снижают уровень производственного травматизма и являются оптимальным вариантом для освещения промышленных объектов. Приборы с холодным белым излучением (4 500–6 000 К) создают контрастное освещение, подходящее для торговых и выставочных залов.

Коэффициент пульсации светового потока. Согласно ГОСТ Р 54945-2012 «Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности» мерцание светильника должно находиться на уровне 300 Гц и выше. При более низких показателях пульсация светового потока видима невооруженным взглядом, что приводит к утомлению зрения персонала, повышает уровень травматизма. В традиционных светильниках снижение коэффициента пульсации достигается за счет использования электромагнитных и электронных ПРА (пускорегулирующих аппаратов), которые обеспечивают работу ламп на более высоких частотах. В LED-светильниках светодиоды питаются от драйвера с эффективным преобразователем переменного тока в постоянный, поэтому световой поток вообще не имеет видимого мерцания.

Перечисленные параметры качества света особенно важно учитывать при организации уличных и промышленных осветительных систем. Световое оборудование с нужными характеристиками позволит организовать такую систему освещения, которая снизит нагрузку на зрение и поможет обеспечить безопасность людей.

Промышленные и уличные светодиодные светильники AtomSvet®

Энергосберегающие промышленные светильники и уличные LED-приборы производства компании «АтомСвет» – оптимальное решение для организации энергоэффективных и надежных систем освещения на объектах с обычными и тяжелыми условиями эксплуатации.

Компания «АтомСвет» входит в число отечественных производителей светотехники с системой менеджмента, соответствующей международному стандарту ISO 9001:2008. Грамотное управление и строгий контроль всех этапов производственного процесса гарантирует заведомое высокое качество готовой светотехнической продукции.

Светодиодные светильники AtomSvet® полностью соответствуют нормам СанПиН и ГОСТ Р. Кроме того, приборы проверены организацией по стандартизации TUV SUD (Германия) и имеют европейские сертификаты CE и GS, что является самым строгим подтверждением высокого качества, надежности и экологической безопасности светильников российского бренда.