Светотехнические характеристики светильников 

Для правильного понимания статей, посвященных освещению и осветительным приборам, необходимо знать основные характеристики осветительных установок. Часть этих характеристик относится непосредственно к светильникам, а часть – к помещениям, в которых эти светильники установлены. Например, световой поток является характеристикой светильника и не зависит от того, в каком месте он установлен. А освещенность в помещении зависит как от параметров светильника, так и от размеров и других свойств помещения.

Светильник (осветительный прибор) – устройство, предназначенное для освещения и содержащее один или несколько электрических источников света (ламп) и осветительную арматуру (корпус, плафоны, рассеиватели и т.п.).

Световой поток - мощность светового излучения, воспринимаемого человеком как видимый свет. Обозначается буквой Ф, измеряется в люменах (лм). Определяют световой поток с помощью гониофотометров и фотометрических шаров.

Необходимо различать световой поток источника света (лампы) и световой поток светильника. В светильнике часть светового излучения теряется в плафонах, рассеивателях и отражателях. Поэтому световой поток светильника всегда меньше, чем суммарный световой поток установленных в него ламп.

Потери части светового излучения в светильнике – это вынужденная мера. Так как без плафонов и рассеивателей мы получим слепящий глаза осветительный прибор. Кроме того, рассеиватели, отражатели и другие узлы светильника позволяют создать нужную диаграмму направленности светового излучения.

Коэффициент полезного действия светильника – это отношение светового потока, исходящего из светильника, к суммарному световому потоку входящих в него источников света.

Освещенность – это величина светового потока, падающая на единицу площади освещаемой поверхности. Обозначается буквой Е, имеет размерность люкс (лк). 1лк=1лм/м². При проектировании освещения освещенность является главным нормируемым параметром.

Именно по освещенности судят, правильно ли подобраны светильники для данного помещения и в достаточной ли мере освещено рабочее место.

Различают освещенность в горизонтальной плоскости, и в вертикальной. Нормируют, как правило, горизонтальную освещенность, например освещенность рабочего стола. Но, для школьной доски нормируют вертикальную освещенность.

Цилиндрическая освещенность - характеризует степень насыщенности помещения светом. Ее определяют как среднюю плотность светового потока, падающего на поверхность цилиндра, подвешенного вертикально. Причем геометрические размеры цилиндра стремятся к нулю.

Для обеспечения комфортной световой среды необходимо обеспечить цилиндрическую освещенность помещения порядка 50 - 150 лк. Особенно важно обеспечить достаточный уровень цилиндрической освещенности в помещениях, в которых происходит общение людей. При ее низком уровне может оказаться, что лицо собеседника, у которого ближайший светильник расположен за спиной, совершенно не освещено. То есть в помещении светло, но имеют место глубокие тени.

Сила света - физическая величина, характеризующая величину световой энергии, переносимой в некотором направлении в единицу времени. Определяется как отношение направленного светового потока, распространяющегося внутри элементарного телесного угла, к величине этого телесного угла. Обозначается буквой I и имеет размерность кандела (кд).

Яркость – это отношение силы света, излучаемого поверхностью, к площади её проекции на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения.. Определяется как отношение кд/м2.

Следует различать яркость светящейся поверхности светильника и яркость освещенной поверхности (дороги, стены, и т.п.).

Цветовая температура – Цветовая температура характеризует спектр излучения источника света (лампы). Измеряется в градусах Кельвина и показывает, до какой температуры необходимо нагреть абсолютно черное тело (АЧТ), что бы спектр излучения данного АЧТ соответствовал спектру излучения этой лампы. Абсолютно черное тело, это некая физическая модель,  предполагающая такое свойство ее поверхности, при котором все падающие на нее световые лучи поглощаются без отражения.

Индекс цветопередачи - Параметр характеризует естественность и правильность передачи цветов и их оттенков. Обозначается Ra. Максимальное значение Ra = 100.

При освещении поверхности светильником с индексом цветопередачи, равном 100, мы увидим цвета точно такими, как при освещении этой же поверхности солнечным светом. А при индексе цветопередаче, равном 10, мы зеленую поверхность можем увидеть как красную. Обычно у светильников Ra лежит в пределах от 40 до 100. У качественных люминесцентных и светодиодных светильников Ra может достигать величины 90 – 95. Ra ламп накаливания и галогенных ламп принимают, равным 100.

Но, бывают случаи, например, при освещении витрины в магазине, когда требуется подчеркнуть некоторые цвета. В этих случаях используют светильники или с определенной цветовой температурой, или имеющие цветное излучение.

Коэффициент пульсации светового потока - Характеризует изменение светового потока светильника во времени, вызванное изменением мгновенного значения напряжения питающей сети.

Кп_св.п=100(Фmax-Фmin)/2Фср, где Фmax, Фmin, Фср – максимальное, минимальное и среднее значение светового потока.

У ламп накаливания Кп_св.п  находится в пределах 10 – 15%. Чем мощнее лампа, тем у нее меньше пульсации. У светильников с люминесцентными лампами Кп_св.п  может быть 2 – 3 % при использовании электронного пускорегулирующего аппарата (ПРА), и в пределах 30 – 40% при использовании электромагнитного ПРА. У качественных светодиодных светильников Кп_св.п  может быть меньше 2 – 3 %. У светодиодных светильников низкого качества Кп_св.п  может достигать 100%.

Механизм возникновения пульсаций светового потока ламп накаливания, при питании ее переменным током, показан на Рис.1. В моменты времени, когда напряжение на лампе достигает максимального значения, ток через нее максимален. Это происходит, как при положительной, так и при отрицательной полуволнах напряжения. В эти моменты времени излучаемый лампой световой поток максимален. Когда напряжение на лампе равно нулю, световой поток минимален. В это время световой поток излучается нагретой спиралью вследствие ее большой инерционности. Она не успевает в значительной мере остыть при прохождении напряжения через нулевое значение. 

 Пульсации светового потока

Рис. 1. Механизм возникновения пульсаций светового потока

Коэффициент пульсации освещенности – характеризует изменение освещенности в помещении, вызванное пульсациями светового потока установленных в этом помещении светильников.

Кп_осв=100 (Еmax-Emin)/2Еср, %, где Еmax, Emin, Еср – максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период ее колебания, лк.

Если помещение освещено одним светильником, то пульсации освещенности будут равны пульсациям светового потока.

В помещениях, в которых люди находятся длительное время, коэффициент пульсаций освещенности более 20% не допускается.

Электрическая мощность светильника – мощность, потребляемая светильником от электрической сети, Вт.

Световая отдача (энергоэффективность светильника) – это отношение светового потока, исходящего от светильника, к электрической мощности, потребляемой светильником от электрической сети. Измеряется в лм/Вт.

Перейти к Оглавлению