Важливо знати для грамотного вибору освітлювального обладнання
Порушуючи питання про оцінку світлотехнічних параметрів освітлювального обладнання, варто звернутися до фізики, а саме до одного з її розділів - фотометрії.
Фотометрія - це розділ прикладної оптики, який здійснює кількісні вимірювання енергетичних характеристик випромінювання світла. З погляду фотометрії, світло - це випромінювання, (у ширшому розумінні потік гамма квантів, кожен з яких має енергію) здатне викликати відчуття яскравості при впливі на людське око.
А тепер розглянемо трохи фізичних величин, необхідних для подальшого розуміння матеріалу:
Тілесний кут - частина простору, обмежена конічною поверхнею (поверхня утворюють прямі, що виходять з однієї точки і перетинають замкнуту напрямну криву), Рис 1. Є безрозмірною величиною.
Рис.1.Подання тілесного кута
Світловий потік (F) - енергія випромінювання за одиницю часу, яку випускають джерела в тілесний кут, Рис.2.1. Вимірюється у Люменах. Не варто плутати з потужністю випромінювання у Ваттах, оскільки світловий потік оцінюється виключно людським зором і залежить від графіка чутливості ока до різних довжин хвиль світла, а Ватт – це одиниця потужності потоку випромінювання. Оскільки людське око має неоднакову чутливість до різних довжин хвиль, мають різний колір, то випромінювання рівної потужності сприймається їм по-різному, залежно від кольору довжини хвилі, Рис.2.2. Коли значення чутливості дорівнює одиниці, в цьому діапазоні довжин світлових хвиль очей має найкраще сприйняття світлової енергії, і, як ви можете бачити, ця зона припадає на межу жовтого та зеленого.спектра.
Рис.2.1. Наочне зображення світлового потоку Рис.2.2. Графік спектральної сприйнятливості людського ока
Освітленість (Е) - фізична величина, кількісно характеризує освітлення поверхні, що створюється світловим потоком, що падає на неї. Освітленість розраховується в Люксах (1 люкс - це 1 люмен на кв. метр поверхні), Рис.3. Видалення світильника від поверхні, що освітлюється, зменшує освітленість у зворотній пропорції до квадрату відстані. А при похилому падінні променів на поверхню зменшення освітленості залежить від косинуса кута падіння променів.
Рис.3. Освітленість поверхні
Сила світла (I) - кількість світлової енергії, що припадає на тілесний кут, в межах якого поширюється світловий потік, вимірюється в Канделах Рис.4. З цього випливає, що чим вище знаходиться освітлювальний прилад, тим більшу площу освітлення він охоплює, але світло від нього стає тьмянішим.
Рис.4. Залежність сили світла від кута розкриття світлового пучка
Тепер можна перейти безпосередньо до знайомства з Кривою силою світла, адже знаючи цю характеристику, а так само світловий потік світильника, ви будите вже найбільш підкованими як найбільш ефективно досягти потрібного освітлення без зайвих витрат.
Крива сили світла (КСС) - це графічне зображення розподілу світла у просторі, представляється як графіка залежності сили світла від радіальних кутів. І все-таки в більшості випадків розглядається нижня півсфера, тому в подальшому це буде прийматися за умовчанням.
Рис.5. Тривимірне уявлення побудови КСС
Залежно від того, яку частку всього світлового потоку світильникаскладає потік нижньої півсфери, світильники поділяють на класи:
1.прямого світла (П) – щонайменше 80% потоку випромінюється у нижню полусферу;
2.переважного прямого світла (Н) - від 60 до 80%;
3. розсіяного світла (Р) - від 40 до 60%;
4.переважно відбитого світла (В) – від 20 до 40%;
5.відбитого світла (О) – менше 20% потоку випромінюється у нижню півсферу.
Залежно від напрямку максимальної сили світла прийнято сім типових кривих розподілу сили світла, Рис.6.1.
Рис.6.1. Типи кривих сили світла
Рис.6.2. Типи кривих сили світла
Кількісне опис даних кривих виробляється з допомогою коефіцієнта форми Кф, він висловлює ставлення максимальної сили світла світильника до середньої арифметичної даної площині. Простіше кажучи, чим більше значення цього коефіцієнта, тим більш вузька і витягнута КСС з високим значенням сили світла, і навпаки, чим менше його значення, тим ширша крива і світловий потік вже поширюється на велику площу поверхні і менша сила світла. Усі основні типи КСС та їх параметри ви можете побачити у таблиці, Рис.8.
Рис.8. Зведена таблиця для КСС
Основна функція кривих сил світла – це наочно показати можливості освітлювального приладу. На них ми можемо побачити розподіл світлового потоку в просторі, оцінити зони максимальної освітленості, визначити оптимальну висоту підвісу для того чи іншого типу світильників, так само відстані між ними, а отже, правильно розрахувати їх кількість. Але варто врахувати, що для сумісності даних як криві, так і таблиці сили світла зазвичай даються для світильника з умовним світловим потоком лампи (або сумарним)потоком кількох ламп) 1000 лм.
Важливий момент полягає в тому, що саме по собі джерело світла, наприклад світлодіод, світить приблизно однаково у всіх напрямках і при цьому більша частина світлової енергії втрачалася б у просторі, тому для раціонального освітлення об'єктів потрібно локалізувати світловий потік, що виходить від світильника. Для цього використовується вторинна оптика – оптичний елемент, що спрямовує випромінювання світлодіода у необхідний тілесний кут простору. Таким чином, саме застосування вторинної оптики дозволяє отримати необхідну криву сили світла, і тим самим заощадити електрику при освітленні, так як світло при цьому потрапляє тільки на площу, що цікавить нас.
А тепер на підставі стандартів, що вже склалися, і нашого особистого досвіду ми б хотіли дати вам наступні поради:
Для приміщень промислового призначення або приміщень з високими стелями рекомендується застосовувати світильники прямого світла з КСС типу К, Г, Д. Варто зауважити, що чим більша висота підвісу, тим вужча зона напрямків максимальної сили світла, тому над робочою зоною світильники варто розміщувати під кутом. по відношенню до поверхні, що освітлюється, для більшого розкриття світлового пучка, або забезпечити її додатковим освітленням.
Для освітлення офісних або житлових приміщень найкращим рішенням стануть світильники прямого та розсіяного світла з КСС типу Г та Д. Це зумовлено тим, що при висоті підвісу 2-3 метри, вони дають рівне та яскраве освітлення на достатній площі. Не варто забувати про норми СанПіН щодо освітленості, наприклад, для офісних приміщень вона становить близько 400 Люкс.
Для підсвічування особливих, виділених зон, внутрішніх архітектурних рішень та деталей інтер'єру підходять світлові прилади з КСС типу К. Для формування відбитого абоприглушеного світла (наприклад, у холі будівлі) необхідно застосовувати світильники переважно відбитого світла з КСС типу С.