Световой поток светодиодных ламп (таблицы)
Споры на тему сравнения светового потока диодных и других типов ламп, постоянно возникают на необъятных просторах интернета. Виной тому уникальность технических параметров светодиодов как источника света, а именно специфика точечных источников.
Все источники света, будь то лампочка накаливания либо люминесцентная, имеют круговую диаграмму рассеивания света, когда у светодиода это луч с углом рассеивания около 1200. Поэтому и характеристики освещения диода зависят от того под каким ракурсом их оценивать.
Сравнение света разных источников
Например, часто на упаковке светодиодов мощностью 4Вт со световым потоком 400 лм изображают в качестве эквивалента лампу накаливания на 50Вт. На самом деле общий световой поток второй почти на четверть выше.
А вот если сравнить эффективную освещенность поверхности стола от настольного светильника с обыкновенной лампой и на диодах, выигрыш на стороне LED, поскольку у них меньший диаметр светового пятна и значительно меньшее рассеивание света.
Разброс параметров светового потока обусловлен его зависимостью от цветовой температуры. У диодов холодного белого света (цветовая температура 5000-7000 К) световой поток выше светодиодов тёплого света (2800-3500 К).Давайте рассмотрим эту информацию с практической точки зрения.
При выборе обыкновенной лампочки накаливания мы интуитивно понимаем, что в ванную комнату надо 75 ватт, в коридоре можно обойтись 60 ваттами, а в гостиную придется вкручивать три по сто. И никто не задаётся вопросом, сколько там в них люмен.
Что такое люмены в светодиодных лампах
С переходом на LED понятие яркости и освещенности приходится рассматривать совершенно в другом ракурсе. Как видно из таблиц, мощность светодиодов при замене лампы накаливания должна быть примерно в десять раз меньше. Но тут необходимо учитывать целевое назначение освещения.
Если говорить об освещении помещений, сто ватт накаливания дают столько люмен, сколько и десяти ваттные светодиоды. С единственной оговоркой – в качестве диодной лампочки используются изделия радиальной конструкции. Как на рисунке.
Освещение рабочей поверхности
Для освещения рабочих поверхностей используют плоские LED модули, поскольку освещать внутреннюю поверхность плафона нет резона.
В такой системе эффективная яркость накаливания не превышает 60% от номинального показателя. Чистый световой поток от 60Вт будет около 350 люмен (630 * 0,6). А вот КПД светодиодов в такой системе практически 100%.
Соответственно расчётная мощность светодиодов не превысит 5Вт.
Освещённость и световой поток
Для рядового потребителя не столь важно, сколько люксов выдаёт источник света. Важнее что бы при этом уровне освещенности было комфортно зрению при чтении либо письме.
Все санитарные правила нормируют освещение рабочей поверхности в люксах. Будь то страничка книги либо лист бумаги, для комфортной работы на их поверхности должно быть 300 люкс, что соответствует 30Лм/м.кв.
Сколько люмен в лампе накаливания 100Вт важно, например, для организации рабочего места ребёнка, где он будет делать уроки либо заниматься другими делами.
Рассчитать освещенность поверхности, даже зная, сколько люмен в лампочке 100Вт, крайне сложно, поскольку большая часть этого потока доходит в виде отражённого света. Для диодов же достаточно элементарной формулы из школьного курса геометрии.
H – расстояние от светодиодов до поверхности;
D – диаметр светового пятна;
D = 2 * Tg600 * h = 1.16 * h;
Площадь круга = 3,14 * D2 / 4 = 0,785 * D * D;
Освещённость = световой поток / площадь круга.
Итого: светодиодный источник света мощностью 15Вт и световым потоком 800Лм, размещённый на потолке над столом, обеспечит около 300 люкс.
Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)
svetodiodinfo.ru
Как правильно выбрать лампу для помещения: таблицы, расчеты, рекомендации
Многие люди традиционно при выборе лампы учитывают только ее мощность. Однако сегодня это неактуальный подход, поскольку кроме ватт нужно знать и люмены — этот показатель до конца понимают не все покупатели. Разберемся, о чем идет речь, как люмены отражаются на экономичности, качестве света и какие лампы с учетом этого показателя необходимо выбирать.
Люмен: что это такое
В словарях можно прочитать, что это единица измерения светового потока. Легко понять принцип этого показателя, если привести пример на потоке воды. Чтобы измерить его мощность, необходимо выяснить, сколько литров жидкости подается, например, за секунду. Чем больше литров — тем сильнее поток. Здесь то же самое, только вместо воды мы берем свет, а вместо литров — люмены.
Взаимосвязь люменов и ватт
Почему недостаточно пользоваться привычными ваттами? Здесь все просто. Сама по себе мощность, измеряемая в ваттах, — это более общая характеристика. Возьмем в качестве примера лампу накаливания мощностью 100 Вт. Из них 70 Вт будут уходить на нагревание пространства, то есть устройство на такое количество мощности работает в невидимом человеку диапазоне. А вот уже 30 Вт — это тот свет, который мы видим.
Далее возьмем энергосберегающие лампы, которые были усовершенствованы по этому показателю. Там уже соотношение работы в видимом и невидимом диапазонах другое — 95 к 5. Если устройство имеет мощность 32 ватта, то в видимом диапазоне будет работать на 30 Вт.
То есть лампа накаливания на 100 Вт дает нам свет на 30 Вт. А энергосберегающая лампа на 100 Вт — почти в три раза больше. То же самое касается светодиодных изделий. Приведем таблицу сравнения, которая покажет, какой мощности должна быть лампа, чтобы получить определенное количество люменов.
| Световой поток в люменах (лм) | Мощность лампы накаливания (Вт) | Мощность люминесцентной лампы (Вт) | Мощность светодиодной лампы (Вт) |
| 400 | 20 | 5-7 | 2-3 |
| 700 | 60 | 15-16 | 8-10 |
| 900 | 75 | 18-20 | 10-12 |
| 1200 | 100 | 25-30 | 12-15 |
| 1800 | 150 | 40-50 | 18-20 |
Из этой таблицы видно, что для получения, например, 700 люменов нам понадобится приобрести лампу накаливания на 60 ватт, а вот светодиодной достаточно с показателями 8-10 ватт. И здесь становится понятно, почему те же LED-устройства намного экономичнее, ведь платим мы при расходе электроэнергии именно за ватты.
Или сравнение в другую сторону: лампа накаливания на 20 ватт и светодиодная лампа на 20 ватт дают колоссально разное количество люменов: 400 Лм и 1800 Лм соответственно. При этом учитываем: чем выше этот показатель, тем лучше освещение и тем больше свет приближен к естественному. А это хорошая цветопередача, меньшая нагрузка на глаза и т. д.
Отметим, что таблица предлагает приблизительные, средние показатели. Они могут отличаться в зависимости от устройства изделий, технологии их изготовления и т. д. Рекомендуем уточнять показатели для каждой отдельной лампы — если же люмены не указаны на упаковке, просто помните о соотношении эффективности ламп накаливания и светодиодных устройств.
Правила выбора лампы с учетом этого показателя
С выбором типа лампы мы разобрались, но теперь встает другой вопрос: каким должен быть световой поток с учетом размеров помещения. Санитарные нормы предполагают, что он должен быть и не слишком низким, и не слишком высоким. Оба варианта отклонения от нормы плохо отражаются на людях, вынужденных постоянно находиться в помещениях. В этом контексте мы будем говорить про освещенность.
Что такое освещенность и как посчитать ее показатели?
Освещенность — это уровень светового потока, который приходится на 1 квадратный метр. Для этого есть отдельная величина — люксы (лк). То есть если на один квадратный метр падает один люмен света — это равняется одному люксу: 1 лк=1лм/м2.
Далее, чтобы посчитать необходимое количество люменов на одно помещение, надо знать санитарные нормы, разработанные для разных комнат.
| Тип помещения | Норма освещенности |
| санузлы (в том числе ванные) в квартире, а также коридоры, подсобные помещения | 50 лм/м2 |
| кухня и жилые комнаты: спальня, гостиная | 150 лм/м2 |
| детская спальня или игровая для ребенка | 200 лм/м2 |
| рабочий кабинет, домашний офис | 300 лм/м2 |
Но еще нужно учесть и высоту потолков в помещении. До 2,7 метров этого не делают, а вот дальше уже добавляют еще один коэффициент.
| Высота комнаты ( м. ) | Дополнительный коэффициент для вычисления |
| 2,7-3 | 1,2 |
| 3,1-3,5 | 1,5 |
| 3,5-4,5 | 2 |
Теперь у нас есть все данные для того, чтобы посчитать минимальный световой поток. Формула выглядит следующим образом:
Световой поток (лм) = площадь помещения (м2) х норма освещенности (лм/м2) х коэффициент высоты потолков (если он есть).
Приведем пример расчетов
Допустим, у вас есть детская комната размером 10 квадратных метров и высотой в три метра. В этом случае мы берем норму для детских — 200 лм/м2 и коэффициент для потолков от 2,7 до 3 метров — 1,2.
Умножаем эти показатели: 10м2 х 200 лм/м2 х 1,2 = 2400 лм.
Получается, что для этой детской вам нужен световой поток 2400 лм. Исходя из этого показателя, вы можете выбрать количество и тип ламп, обратившись к нашей первой таблице. Это очень удобная формула, поскольку она позволяет легко и быстро получить показатели для каждой комнаты.
Есть ли погрешности в вычислениях?
Поскольку мы уже делали скидку на особенности каждой отдельной лампы, справедливо уточнить, что погрешности в вычислениях будут. Максимально точные показатели требуемой освещенности можно получить при помощи специального прибора — люксометра.
Но приведенные нами таблицы позволяют добиться минимального уровня погрешности — он точно не скажется ни на комфорте, ни на здоровье. Если нет возможности воспользоваться профессиональными вычислениями, вы можете сами все посчитать и выбрать оптимальное решение.
Дата публикации: 03.05.2018
megawatt-lamp.ru
Световой поток светодиодных и люминесцентных ламп с таблицей
Светодиодные и люминесцентные светильники являются наиболее популярным и качественным выбором среди покупателей. В статье описывается, что такое световой поток светодиодных ламп, приводятся таблицы показателей светового потока для обоих типов ламп. Также рассказывается, что такое светоотдача светодиодных ламп. Помимо этого объясняется, как определить световой поток ламп обоих видов.
Что такое световой поток светодиодных и люминесцентных ламп
Световой поток (также сила света) – это мера, которая характеризует количество световой мощности в излучаемом потоке. У него есть отличие от электромагнитного излучения (включая инфракрасный, ультрафиолетовый и видимый свет). От светового электромагнитный поток отличается тем, что световой регулируется для отражения в соответствии с чувствительностью человеческого глаза к различным длинам волн света.
Сила света (или поток света) – частый параметр измерения светодиодов с малым уровнем мощности. Сила света должна измеряться на расстоянии, на котором модель (устройство) можно рассматривать как точечный источник света. Расстояние детектора от испытуемого образца, необходимое для соответствия этому критерию, носит название фотометрического расстояния. Оно зависит от габаритов тестируемого источника света. Минимальный коэффициент, который определяется отношением расстояния до детектора и максимальной протяженности светоизлучающей поверхности, может быть от 5 до 15.
Многие светодиоды имеют довольно большую площадь излучения. Линзы, если таковые имеются, могут очень быстро показать видимое положение излучающего центра. Излучение, измеренное на детекторе, сложно связано с интенсивностью источника.
В связи с этим Международная комиссия по освещению (МКО) целенаправленно разработала концепцию «усредненной интенсивности светодиодов» для решения проблемы, которая чаще всего имеет место быть в условиях ближнего поля. Это особенно актуально для всех светодиодов, включая —SMD светодиоды—.
Данная концепция потеряла свою актуальность относительно физически точного определения силы света. Однако в большей степени, относится к измерению освещенности на фиксированном расстоянии и габаритах самого детектора. Сверхъяркий диод расположен таким образом, что его механическая ось находится прямо на линии с центральной точкой круглого детектора с активной площадью, равной 1 см квадратный, а поверхность детектора должна быть перпендикулярна этой оси.
Бывает, что ни сила света, ни световой поток не дают так называемого «полезного» света для конкретного применения. В этой связи, необходимо нечто компромиссное. Количество частичного светодиодного потока было впервые введено МКО. Сила света включает в себя поток и телесный угол и является отношением этих двух значений. Это означает, что его единицей является кандела. Она составляет произведение люмена на стерадиан. Канделы указывают, насколько яркий свет в данном направлении.
Термин «световой поток» также используется для измерения мощности видимого света ламп, когда свет не направлен. Он относится к видимому свету, который излучается во всех направлениях в данный момент. В свою очередь поток излучения – это общее излучение (ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное), распространяемое от света во всех направлениях.
Частичный световой поток светодиодов также включает в себя как поток, так и угол, но выражается как поток в пределах угла, а не как отношение. Таким образом, его единица измерения – люмен с указанным углом (Лм). Как и усредненная сила света светодиодов, она представляет собой меру ближнего поля и 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. Она осуществляется при помощи гониометра, который используется вместе со спектрорадиометром или фотометром. Фотометр позволяет проводить очень быстрые измерения, буквально «на лету». Его рекомендуется использовать для сугубо фотометрических измерений. Спектрорадиометры дают явное преимущество в том, что все характеристики (радиометрические, колориметрические и фотометрические) могут определяться с максимальной точностью. Однако, гониоспектрорадиометры имеют более длительное время для измерения. Данные способы измерения потока света также характерны и для люминесцентных.
Когда лампа новая, ее световая мощность максимальна. По мере её использования её производительность и светоотдача снижается. Определение, которое используется для описания снижения светоотдачи, называется стабильностью светового потока.
Данные стабильности светового потока важны для сферы строительства, особенно там, где необходимо поддержание или проектирование уровней освещения в зданиях. Это позволяет планировать замену ламп до того, как уровень освещенности станет слишком низким. Это называется плановым техническим обслуживанием и часто включает в себя очистку отражателей и рассеивателей светильника.
Амортизация люменов газоразрядных ламп (люминесцентных и газосветных) и светодиодов значительно выше, чем у ламп накаливания или вольфрамовых ламп.
Как определить световой поток светодиодной и люминесцентной ламы
Существует простой метод определения светового потока для оценки общего освещения этих двух типов ламп.
Он состоят из двух этапов:
- Расчёт сплошного светового потока. Он нужен для освещения помещения.
- Определение количества светильников.
Формула расчёта: X*Y*Z.
X – показатель степени освещённости для помещения. Y – площадь помещения. Z – корректирующий коэффициент при учёте высоты потолка.
Показатель освещённости различных помещений измеряется в Люксах (Лк):
- Прихожая и коридор: 50-75 Лк.
- Стандартная жилая комната, гостиная: 150 Лк
- Кладовая: 50 Лк.
- Кузня: 150 Лк.
- Детская комната: 200 Лк.
- Кабинет: 300 Лк.
- Сауна: 100 Лк.
- Санузел (ванная и туалет): 50 Лк.
Затем нужно узнать, сколько светильников требуется. Как правило, световой поток каждой лампы указан на её упаковки или в инструкции. Например, у обычной LED-лампы с мощностью 8-10 Вт световой поток составляет примерно 900-1100 Лм.
У люминесцентной лампы 18 Вт световой поток составляет 1080 Лм. Классическим примером является PHILIPS TL-D 18Вт/54-765 G13 T8. У другой люминесцентной лампы 36 Вт световой поток уже составляет 2600 Лм. Пример – L 36ВТ/765 OSRAM BASIC T8.
Тем не менее светодиоды лидируют по качеству света и по мощности светового потока. По мере возрастания их популярности они подтверждают это, что световой поток 4000 Лм является одним из самых высоких показателей. Хорошим примером может служить LED Cree XLamp XHP70 с мощностью 32 Вт, где поток света достигает 4022 Лм.
Для расчёта нужно подставить числовые в формулу:
- Комната с площадью 30 кв. м.
- Высота потолков – 4 м.
- Мощность лампы – 10 Вт.
(Х)150*(Y)30*(Z)3.5 = 15750 Лм
Непрактично использовать ватт в качестве измерения потока света по причине изменения чувствительности глаза в зависимости от длины волны. Вместо этого используется люмен, который является мерой скорости потока световой энергии или, как его чаще называют, потока света.
Один люмен светового потока при 555 нм соответствует излучаемой мощности 1/680 Вт, а при 400 нм 3.5 Вт излучаемой мощности равны 1 люмену. Эта взаимосвязь между ваттом и просветом важна, поскольку можно рассчитать световой поток, который будет генерировать конкретная лампа, с учетом излучаемой мощности на каждой длине волны и соответствующей чувствительности глаза (как определено СИ) на этой длине волны. Это можно сделать математически или с помощью специально откорректированных фотоэлементов с реакцией, соответствующих СИ.
Например, натриевая лампа низкого давления излучает практически весь свет на длинах волн 589 и 589,6 нм. Поскольку это очень близко к пиковой светочувствительности глаза, оно очень эффективно с учётом количества люменов, производимых на каждый ватт мощности. Поэтому, если это возможно, то лучше всего использовать лампу, которая будет производить 160 люмен на каждый ватт мощности. Однако если лампа имеет монохромный тип света, результаты чаще всего будут неудовлетворительными.
Таблицы светового потока светодиодных и люминесцентных ламп
Таблица светового потока светодиодных ламп
Ниже приводятся показатели лент SMDс учётом мощности и типа корпуса, включая SMD 3528 и smd 5050. Эти показатели также актуальны и для RGB-лент.
Таблица светового потока люминесцентных ламп
Тут сравниваются показатели разных видов люминесцентных ламп
Демонстрация сравнения показателя стандартных люминесцентных и светодиодных ламп:
Как люминесцентные, так и светодиодные светильники являются наиболее распространёнными на рынке осветительной продукции. Световой поток – важный параметр, понимание и знание которого сделает покупателя более осведомлённым в устройстве лампы, а значит уменьшается вероятность ошибиться при выборе.
stroyvopros.net
таблица люменов, сравнение различных видов ламп
Световой поток — значимая величина для проведения различных расчетов освещенности дома, подсчетов энергоэффективности и выполнения электромонтажных работ. Что собой представляет, как его определить, какие бывают светоисточники, и какая у них мощность, как выглядит таблица светового потока ламп? Об этом и другом далее.
Что собой представляет
Световой поток является мощностью солнечного излучения или его электромагнитной энергии, проходящей через объект за конкретный период времени. Энергия солнечного света это волны электромагнитного вида, которые человек видит только в конкретном диапазоне длины. По-другому, светоотдача светодиодов лм вт — это общий объем выделяемой солнцем энергии, который не зависит от того, установлена вокруг светильника оптическая система или нет. То есть, лампа накаливания равна 420 люмен, вне зависимости от того, из какого материала был сделан абажур, украшающий источник.
Величина
Единица измерения мощности энергии это люмены. Один люмен равен одной канделе или одному стерадиану. Значение энергии в каждой разновидности источника разное.
Обратите внимание! В одном люмене 1/683 ватт при волновой длине в 555 ньютон на метр.
Определение из учебного пособия
Как определить световой поток и мощность
Определение потока и мощности светильника может быть осуществлено с помощью специальной таблицы, которая дана ниже. Чтобы сделать самостоятельное измерение, можно воспользоваться сферическим фотометром или фотометрическим гониометром. Основной проблемой самостоятельного нахождения необходимых данных будет определение параметров луча, который движется одновременно в нескольких направлениях.
Благодаря сферическому фотометру, можно измерить энергию рассеянного луча, имеющего единичный коэффициент отражения, а затем сравнить полученный результат с эталоном. С помощью фотометрического гониометра, в котором находится люксметр, можно измерить освещенность по всей сфере источника. Полученные данные интегрируются в люмены.
Также измерение можно сделать самостоятельно люксметром. По окончанию процедуры, записываются данные освещенности и площади помещения, а затем эти сведения подставляются под формулу для вычисления луча: П=ОПл.
Измерительный прибор люксметр в помощь
Таблица светового потока и мощности разных видов ламп
Сегодня в свободном доступе даны средние данные показания энергии с мощностью ламп, поэтому расчет по специальным формулам и с помощью других инструментов может быть необязателен. Согласно таблице, можно сделать сравнение светового потока лампы накаливания и светодиодных источников. Среди них большими показателями мощности обладают светодиодные источники. Световой поток светодиодных светильников по таблице больше.
Обратите внимание! Именно они являются самыми энергоэффективными светильниками из представленных разновидностей, благодаря которым можно значительно сэкономить на электричестве и получить качественное освещение дома или любого другого помещения.
Таблица светоотдачи разных источников
Светодиодных
Светодиодные лампочки одни из самых распространенных, согласно таблице световые потоки ламп разных типов. Они максимально эффективно преобразуют электроэнергию в свет. Их отдача равна от 60 до 120 люменов на ватт. При этом в процессе усовершенствования технологий, этот показатель растет с каждой минутой. Из положительных свойств можно отметить рекордно высокую энергоэффективность светопередачи, благодаря чему производится экономия электроэнергии, длительный срок эксплуатации, надежность, эксплуатацию в жестких условиях и оптимальную цветовую температуру.
Средняя светоотдача светодиодных источников
Накаливания
Лампочка накаливания создает освещение благодаря преобразованию тепловой энергии в свет. Бывает она вакуумной, аргоновой, криптоновой, ксеноновой, галогенной, двухколбовой галогенной, ксенон-галогенной и лампой накаливания, имеющей покрытие с ИК-излучением. Стоит отметить, что из всех разновидностей энергии больше всего у галогенных источников. Они отличаются, кроме того, мгновенным зажиганием в процессе включения, небольшими размерами и широким мощностным диапазоном.
Средняя светоотдача ламп накаливания
Люминесцентных
Люминесцентные лампы — светоисточники, в которых электрозаряд в ртутных парах формирует ультрафиолетовый вид излучения. Он преобразуется в свет люминофором, смесью из галогена, фосфата и кальция. Что касается светового потока, у люминесцентных ламп его значение больше, чем у ламп накаливания, имеющих аналогичную мощность.
Обратите внимание! Точное значение будет зависеть от мощности.
Средняя светоотдача люминесцентных источников
В целом, световой поток — величина, которая представляет собой силу солнечного света и характерного излучения. На данный момент из всех представленных светильников у светодиодных моделей это значение больше. Определить величину можно при помощи специального измерительного прибора или же с помощью приведенной выше таблицы.
rusenergetics.ru
Световой поток, освещенность, сила света
Любой кто начинает изучать характеристики светильников и отдельных видов ламп, обязательно сталкивается с такими понятиями как освещенность, световой поток и сила света. Что они означают и чем отличаются друг от друга?
Давайте попробуем простыми, понятными для всех словами, разобраться в этих величинах. Как они связаны между собой, их единицы измерения и каким образом все это дело можно замерить без специальных приборов.
Что такое световой поток
В старые добрые времена, основным параметром по которому выбирали лампочку в прихожую, на кухню, в зал, была ее мощность. Никто никогда и не задумывался спрашивать в магазине про какие-то люмены или канделы.
Сегодня с бурным развитием светодиодов и других видов ламп, поход в магазин за новыми экземплярами сопровождается кучей вопросов не только по цене, но и по их характеристикам. Одним из наиболее важных параметров является световой поток.
Говоря простыми словами, световой поток – это количество света, которое дает светильник.
Однако не путайте световой поток светодиодов по отдельности, со световым потоком светильников в сборе. Они могут существенно отличаться.
Надо понимать, что световой поток это всего лишь одна из множества характеристик источника света. Причем его величина зависит:
- от мощности источника
Вот таблица этой зависимости для светодиодных светильников: 
А это таблицы их сравнения с другими видами ламп накаливания, люминесцентных, ДРЛ, ДНаТ:
Лампочка накаливанияЛюминесцентная лампаГалогеннаяДНаТДРЛ
Однако есть здесь и нюансы. Светодиодные технологии до сих пор еще развиваются и вполне возможен вариант, когда светодиодные лампочки одинаковой мощности, но разных производителей, будут иметь абсолютно разные световые потоки.
Просто некоторые из них ушли более вперед, и научились снимать с одного ватта больше люмен, чем другие.
Кто-то спросит, для чего нужны все эти таблицы? Для того, чтобы вас тупо не обманывали продавцы и производители.
На коробочке красиво напишут:
- светопоток 1000Лм
- аналог лампы накаливания 100Вт
Но с такой мощностью вам и близко не будет хватать прежнего света. Начнете ругаться на светодиоды и технологии их несовершенства. А дело то оказывается в недобросовестном производителе и его товаре.
- от эффективности
То есть, насколько эффективно тот или иной источник преобразует электрическую энергию в световую. Например, обычная лампа накаливания имеет отдачу 15 Лм/Вт, а натриевая лампа высокого давления уже 150 Лм/Вт. 
Получается, что это в 10 раз более эффективный источник, чем простая лампочка. При одной и той же мощности, вы имеете в 10 раз больше света!
Измеряется световой поток в Люменах – Лм.
Что такое 1 Люмен? Днем при нормальном свете, наши глаза больше всего чувствительны к зеленному цвету. К примеру, если взять два светильника с одинаковой мощностью синего и зеленого цвета, то для всех нас более ярким покажется именно зеленый.
Длина волны зеленого цвета равна 555 Нм. Такое излучение называется монохроматическим, потому что содержит в себе очень узкий диапазон.
Конечно, в реалии зеленый дополняется и другими цветами, чтобы в итоге можно было получить белый.
Но так как чувствительность человеческого глаза максимальна именно к зелени, то и люмены привязали к нему.
Так вот, световой поток в один люмен, как раз таки и соответствует источнику, который излучает свет с длиной волны 555 Нм. При этом мощность такого источника равняется 1/683 Вт.
Почему именно 1/683, а не 1 Вт для ровного счета? Величина 1/683 Вт возникла исторически. Изначально, основным источником света была обычная свечка, и излучение всех новых ламп и светильников как раз таки и сравнивались со светом от свечи.
В настоящее время эта величина 1/683 узаконена многими международными соглашениями и принята повсеместно.
Это напрямую влияет на зрение человека.
Отличие освещенности от светового потока
При этом многие путают единицы измерения Люмены с Люксами. Запомните, в люксах измеряется именно освещенность.
Как наглядно объяснить их разницу? Представьте себе давление и силу. С помощью всего лишь маленькой иголки и небольшой силы, можно создать высокое удельное давление в отдельно взятой точке.
Также и с помощью слабого светового потока, можно создать высокую освещенность в отдельно взятом участке поверхности.
1 Люкс – это когда 1 Люмен попадает на 1м2 освещаемой площади.
Допустим, у вас есть некая лампа со световым потоком в 1000 Лм. Внизу этой лампы стоит стол.
На поверхности этого стола должна быть определенная норма освещенности, чтобы вы могли комфортно работать. Первоисточником для норм освещенности служат требования сводов правил СП 52.13330
Для обычного рабочего места это 350 Люкс. Для места, где производятся точные мелкие работы – 500 Лк.
Данная освещенность будет зависеть от множества параметров. К примеру, от расстояния до источника света.
От посторонних предметов рядом. Если стол находится около белой стены, то и люксов соответственно будет больше, чем от темной. Отражение обязательно скажется на общем итоге.
Любую освещенность можно замерить. Если у вас нет специальных люксометров, воспользуйтесь программами в современных смартфонах.
Правда заранее приготовьтесь к погрешностям. Но для того, чтобы сделать навскидку первоначальный анализ, телефон вполне сгодится.
Расчет светового потока
А как узнать примерный светопоток в люменах, вообще без измерительных приборов? Здесь можно воспользоваться значениями светоотдачи и их пропорциональной зависимости к потоку.
- для светодиодных ламп с матовой колбой — мощность лампы умножьте примерно на 80лм/Вт и узнаете сколько в ней люмен
- для филаментных – умножайте мощность лампы на 100
- энергосберегайки КЛЛ – на 60лм/Вт
- ДРЛ = мощность * 58лм/вт
Безусловно, свет от разных источников распространяется не равномерно. Один светильник бьет очень узким пучком света, а другой наоборот максимально широким.
Но если сравнить их паспортные данные, оба они могут иметь одновременно одинаковое количество люмен.
Именно поэтому ориентироваться только на люмены, в корне не правильно.
Например, при покупке светильника через интернет, можно получить вовсе не то освещение, на которое изначально рассчитывали.
Еще раз запомните, световой поток показывает только КОЛИЧЕСТВО света, без учета направления его распространения.
Поэтому здесь еще нужно учитывать и другую характеристику – силу света. Что это такое?
Это величина светового потока разделенного на телесный угол, внутри которого он распространяется.
Проще говоря, если световой поток это количество света, то сила света – это его ”плотность”.
Измеряется сила света в канделах – Кд.
1 кандела – это 1 люмен распространяющийся в пределах конуса с углом в 65 градусов.
Чтобы визуально представить себе силу в 1 канделу, посмотрите опять же на обыкновенную свечу. Именно поэтому определение кандела произошло от латинского слова ”candela” – что в переводе означает свеча.
Кстати, теоретически человеческий глаз может увидеть свет от такого источника на расстоянии почти 50км!
Однако из-за кривизны поверхности земли, данное расстояние фактически сокращается до 5км.
svetosmotr.ru
Расчёт количества и мощности точечных светодиодных светильников
В этой статье я хочу поделиться методом расчёта освещения, который будет показан на примере моей кухни, где установлены точечные светодиодные светильники.
Содержание статьи:Введение. Основные формулы
Для начала немного информации для общего развития. Освещённость поверхности – величина, равная отношению светового потока, падающего на малый участок поверхности, к площади этой поверхности. Освещённость измеряется в люксах (лк) Ниже приведена формула:
- E – освещённость, лк
- Ф – световой поток, измеряется в люменах, лм
- S – площадь поверхности, кв. м
Тогда из данной формулы несложно выразить световой поток:
Именно на основании вышеуказанной формулы и будет производиться дальнейший расчёт.
Для расчёта количества светильников нам необходимо преобразовать формулу, чтобы учесть необходимые параметры. Вот как будет выглядеть нужная нам формула:
Мы видим, что в новой формуле добавились новые параметры, но и старые при этом сохранились:
- ФN в отличие от Ф – это световой поток от одного светильника, лм.
- N – количество светильников, шт.
- К, Z и η – коэффициенты, но о них немного позже.
То есть по данной формуле мы можем рассчитать световой поток одного светодиодного светильника, а затем выбрать его марку.
Световой поток измеряется в люменах (лм), но не всегда указывается на упаковке лампы, так что в некоторых случаях придётся искать информацию на сайте изготовителя, а также вы можете воспользоваться таблицей №1, в которой указан ориентировочный световой поток лампы в зависимости от её мощности
Определяемся с целью расчёта
Нам нужно определиться, что мы хотим рассчитать:
- Мощность светильника, зная при этом количество, которое вы хотите поставить
- Количество светильников, зная марку и характеристики конкретного светильника
Для решения первой задачи используем вышеуказанную формулу.
Для решения второй задачи выражаем N через остальные параметры:
Задача №1 — расчёт мощности светильника
Я столкнулся c первой задачей. То есть я решил, каким образом будут располагаться светильники и для осуществления моей задумки, я расположил девять светильников в виде буквы «П»:
Соответственно мне необходимо было определить, каким световым потоком должен обладать светильник, чтобы обеспечить требуемую освещённость на кухне, а по световому потоку выбрать марку и модель светильника.
Для расчёта требуемого количества светильников нам необходимо знать нормативную освещённость, которая устанавливается СНиП 23-05-95* — «Искусственное и естественное освещение». Согласно данного СНиПа для кухни Ен=150 лк
Площадь моей кухни равна 5 кв.м, S=5
Количество светильников: N=9
Теперь осталось разобраться с коэффициентами:
К – коэффициент запаса, также как и нормативная освещённость принимается по СНиП 23-05-95 (для жилых помещений 1,4 – 1,5), я принял К=1,4
Z – коэффициент неравномерности, принимается в зависимости от типа ламп и находится в пределах 1,0-1,2, для светодиодных светильников допускается принять Z=1,0
η – коэффициент использования светового потока, зависит от индекса помещения, отражающих поверхностей и типа ламп. Вообще данный коэффициент принимается по специальным таблицам, их можно найти на сайтах производителей ламп. На данный момент, я смог найти таблицы только для люминесцентных и ртутных ламп, всё-таки светодиодные лампы только набирают обороты, и информации для расчётов практически нет, но при всём этом, одну из таких таблиц активно используют сайты, продающие светодиодное оборудование: вот один из них — http://diode-system.com/kak-rasschitat-kolichestvo-svetilnikov.html А если используют профессионалы, то почему бы не воспользоваться и нам?
Таблица коэффициентов использования светового потока:
Теперь нужно понять, как ей пользоваться. Мы видим, что коэффициент использования светового потока зависит от индекса помещения и от коэффициентов отражения поверхностей потолка, стен и пола. Для коэффициентов отражения приведены наиболее распространённые варианты. Например: схема 0,7-0,5-0,3 (четвёртый столбик таблицы) соответствует помещению с белым потолком, светлыми обоями, и напольным покрытием, которое темнее обоев (это наиболее распространённый вариант)
Примерные коэффициенты отражения приведены в таблице ниже:
Согласно таблицы, для моей кухни подойдёт схема 0,7-0,5-0,3
Теперь рассчитаем индекс помещения — i. Этот параметр напрямую зависит от габаритов помещения и высоты рабочей поверхности. Если рабочей поверхностью считают стол, то обычно hраб=0,8 м. Для кухни рабочей поверхностью является: стол, плита, столешница, мойка, а они, как правило, имеют высоту 0,8-1,0 м, поэтому я принимаю hраб=0,8 м
Теперь рассчитаем расчётную высоту. Расчётная высота – это расстояние от светильника до рабочей поверхности, в моём случае светильники точечные встраиваемые, то есть расчётная высота будет измеряться от плоскости потолка до рабочей поверхности:
Сам индекс помещения рассчитывается по формуле:
a и b – соответственно ширина и длина помещения.
Округляем индекс помещения в большую сторону из ряда: 0,6; 0,8; 1,00; 1,25 и т.д. (смотрите второй столбец таблицы). Соответственно я принимаю 0,8
Теперь у нас есть все данные, чтобы определить коэффициент использования светового потока, пользуемся таблицей и получаем, что η = 0,39
И так, подставляем все данные в формулу для определения светового потока одного светильника:
То есть световой поток одного светильника будет равен 299 люмен. Это ориентировочно светодиодные светильники мощностью 3,5-4 Вт (см. таблицу ниже)
То есть для моей кухни подойдёт 9 светодиодных ламп мощностью 3,5 — 4 Вт (≈ 299 лм). Заходим в интернет и находим светильники соответствующей мощности, на всякий случай смотрим такой параметр, как световой поток (чтобы он был не менее нашего расчётного).
Вот, что удалось найти сразу:
Самое главное не ошибитесь с типом лампы, её цоколем и патроном. В своих точечных светильниках я использовал лампы с типоразмером MR16 и цоколем GU-5.3
Задача №2 — расчёт количества светильников
Обратная задача. Как я уже говорил выше, может стоять другая задача, вы определились со светодиодными лампами, они вас устраивают по цене, вы знаете их характеристики, а вам нужно рассчитать кол-во таких ламп, чтобы обеспечить требуемую освещённость в помещении, тогда используйте формулу:
Только теперь вместо количества светильников, нам нужно подставить световой поток одного светильника.
Например, у вас в магазине появились дешёвые светодиодные лампы мощностью 3 Вт, световой поток которых 215 лм (лампа с такими параметрами действительно существует) и вы решили их приобрести. Пользуемся вышеуказанной формулой, все параметры остаются прежними:
Я думаю, что в данном случае можно округлить в меньшую сторону, то есть принять 12 ламп, чтобы расположить светильники в три ряда по четыре штуки.remsovet.com
Разоблачаем мировой заговор или как измерить световой поток светодиодов на коленке
Все вы, наверное, слышали про мировой заговор. Масоны, инопланетяне и евреи Производители электрических лампочек вступили в него сто лет назад, чтобы лампочки не служили вечно, а перегорали каждый месяц и жрали уйму электричества. И только сейчас путы заговора разорваны и лампочковые магнаты раздавлены великой империей Китая, завалившей весь мир вечными и экономичными светодиодными лампами. Но не расслабляйтесь – мировой заговор не сдается. Теперь он явился в виде Великой Светодиодной Ложи Лажи Лжи. Короче, все врут (с).
Шутки шутками, а в той или иной степени врут, наверное, все производители LED-светотехники. Кто-то нагло и откровенно, кто-то так, слегка подвирает – но так или иначе, кажется, нет ни одной фирмы, которая не завышала бы параметров своих изделий. Разными способами – кто-то просто пишет красивые цифры от фонаря, порой запредельные с точки зрения здравого смысла. А кто-то – просто пишет характеристики вполне правдивые, но полученные в условиях, далеких от реальных условий эксплуатации. Например, световой поток, измеренный при температуре 25°С в импульсном режиме. Так или иначе, а 15-20% «припуска на вранье» давать придется.
Освещенность измерить просто, световой поток – сложно и дорого. Необходимо собрать весь свет, испущенный лампой и в равной степени учесть лучи по всем направлениям. То есть, нужен фотоприемник в виде полой сферы с одинаковой светочувствительностью каждого участка ее поверхности. Изготовление такой фотометрической сферы и ее последующая калибровка – задача весьма непростая.
Другой подход – по точкам промерить диаграмму направленности источника света и проинтегрировать по всей сфере. Но и это непросто: надо иметь солидных размеров темное помещение с темными стенами. И гониометрическая головка с двумя осями нужна, желательно с автоматическим приводом, чтобы не задолбаться вручную выставлять углы для каждой из нескольких сотен точек.
Впрочем, есть пара частных случаев, которые часто встречаются на практике и для которых можно ограничиться одним измерением. Об одном из них я и хочу поведать хабрасообществу.
Этот частный случай – плоский косинусный излучатель. Косинусным называется такой излучатель, яркость которого не зависит от угла между нормалью к его поверхности и направлением на наблюдателя. Диаграмма направленности такого излучателя определяется исключительно геометрией – а именно видимой площадью поверхности. И для плоского косинусного излучателя существует простое соотношение между световым потоком и силой света в направлении нормали к плоскости:
.
То есть достаточно измерить люксметром освещенность в метре от источника света и умножить ее на 3,14 – и мы уже имеем величину светового потока (либо, если расстояние не равно метру, его придется учесть по закону обратных квадратов). Разумеется, источник света должен быть много меньше расстояния до люксметра – иначе закон обратных квадратов работать не будет и результат измерения будет завышен.
Какие же источники света можно с достаточной для практики точностью считать плоскими косинусными излучателями? Это практически любые белые осветительные светодиоды без линзы и плоские сборки на их основе. Всевозможные китайские 5730, 2835, 5050, 3030 и прочие, что встречаются обычно в светодиодных лампах с алиэкспресса, а также продаются там же отдельно в катушках за копейки – это оно. А также матрицы. И китайские квадратные на 10 ватт, и Cree CXA и CXB. А вот для любых светодиодов с линзой, а также для светодиодов без люминофора (например, RGB) такой метод не годится — их диаграмма направленности существенно отличается от косинусной. Плоские светильники, встраиваемые в потолок и закрытые молочным стеклом, также неплохо соответствуют этой модели.
Итак, давайте уже что-нибудь измерим. В качестве подопытных кроликов у нас сегодня:
1. Сборка китайская на 90 ватт из 156 светодиодов 5730 (в каждом по два кристалла 13х30 mil) со встроенным драйвером на CYT3000B. По заверениям китайцев, должна давать 9200 лм.
Потребляемая мощность по приборам — 85 Вт, на ней и остаемся.
2. Матрица CXA2530, новая версия, 3000 кельвин, Ra>80. Световой поток при 800 мА и 85°С согласно даташиту — не менее 3440 лм, а при 25°С (такой температуры не бывает, если только не захолодить сам светодиод до температуры ниже нуля — тепловое сопротивление не даст) — не менее 4150 лм.
Заводим на токе 800 мА, потребляемая мощность составила 28,64 Вт.
3. HPR20D-19K20 — древняя, как мамонт (покупалась году в 2010, если не раньше) матрица на 20 ватт фирмы HueyJann, похожая на нынешние 10-ваттные матрицы, отличается от них большим количеством кристаллов под люминофором — их 16 штук вместо девяти (4 штуки последовательно в каждой из четырех параллельно включенных цепочек). Заявлено 1830 лм при токе 1,7 А, реально на глаз не ярче, чем CXA2011 с подводимой мощностью 11 Вт.
Запускаем на паспортном токе 1,7 А, напряжение составило 12,2 В, мощность 20,74 Вт.
Освещенность измеряем люксметром UT382 (Uni-T), на «глазок» которого надеваем бленду из черной бумаги, чтобы не ловил отраженный от стен свет в неподготовленном помещении. Расстояние во всех случаях — метр. Результаты в таблице.
Выходит, что световой поток китайской сборки соответствует заявленному (в пределах погрешности люксметра), у Cree’шной матрицы тоже все в пределах даташита (учитывая, что температура ее неизвестна), а вот у HueyJann’овской матрицы обещанных люменов нет и близко.
Но что-то затерзали меня смутные сомнения: 9000 с хвостиком люмен при 85 ваттах, учитывая КПД драйвера 80% и при том, что светодиоды работают далеко не в облегченном режиме, по полватта на корпус, а пиковый ток вдвое больше среднего (никакого фильтрующего конденсатора у этих плат нет) — это очень даже круто. Вдобавок как-то не видно от этой сборки значительно большей освещенности в комнате по сравнению с люстрой, в которой пять лампочек по 950 лм (энергосберегайки).
Подозрение падает на люксметр — не все из них адекватно измеряют светодиодные источники. Те из них, что сделаны на базе фотодиода BPW21R, имеют очень приблизительное соответствие спектральной чувствительности стандартной кривой видности, и относительная чувствительность к излучению 450 нм (это длина волны, соответствующая синему пику, имеющемуся в спектре почти всех белых светодиодов) превышает относительную чувствительность глаза в этой области в несколько раз. В данном приборе фотоприемник другой, что и являлось одним из критериев при выборе прибора, но все же сходим в охрану труда и возьмем другой люксметр. Это оказался ТКА-Люкс. В его методике поверки содержится проверка спектральной характеристики, то есть она должна соответствовать кривой видности с нормируемой погрешностью. Повторяем измерения с ним. Вот результаты:
Ну что тут сказать? Врут не только производители светодиодных ламп, но и мой люксметр. Причем врет, как и ожидалось, по-разному для разных светодиодов. Для матрицы CXA2530 разница с профессиональным аппаратом минимальная, скорее в пределах погрешности обоих приборов. Но у этой матрицы провал в спектре почти незаметен, если смотреть через компакт-диск (реально он, конечно, есть). А вот остальные подопытные «провалились» прилично. И теперь прекрасно видно, что до заявленных люменов они не дотягивают более чем заметно: китайская 90-ваттная сборка — на 25%, а матрица HPR20D-19K20 — почти вдвое.
Отсюда можно сделать следующие выводы:
- Да, описанным образом можно оценить световой поток, испускаемый светодиодами, матрицами и сборками (в пределах описанного частного случая).
- С измерением освещенности от светодиодов люксметром надо быть осторожным и убедиться, что он имеет корректную кривую спектральной чувствительности. Ибо врут все (с).
- Если измерения показывают, что китайским изделием достигнуты заявленные характеристики, значит, вполне вероятно, что прибор проградуирован в китайских люксах:).
Если вам захочется таким же образом оценить световой поток светодиодной лампочки с полусферическим рассеивателем, нужно снять рассеиватель. Под ним скорее всего будут вполне подходящие светодиоды. Но сам рассеиватель вносит потери 15-20 и более процентов светового потока.
Да, и последнее. Описанная методика ни в коей мере не является ни метрологически строгой, ни точной. Она оценочная и не более того. Именно поэтому я не привел здесь анализа погрешностей.
habr.com