Как не дать ввести себя в заблуждение при выборе и проектировании освещения с использованием светодиодных светильников

 Сегодня рынок светотехники находится в постоянной динамике – переход на новые виды освещения, модернизация конструктивов и технологии производства источников света, - всё это заставляет специалистов и потенциальных покупателей постоянно быть в курсе событий, а производителей – функционировать в рамках жесткой конкуренции, придумывая, а порой и выдумывая преимущества именного своего продукта. В связи с этим ряд производителей вводят в заблуждение своих покупателей, либо предоставляя им не совсем корректную информацию о своих светильниках, либо намеренно изменяя их характеристики для повышения светового потока, мощности, освещенности и т.д. В данной статье рассмотрим несколько примеров, каким образом это происходит и на что необходимо обратить особое внимание человеку, решившему купить светодиодный светильник.

Характеристики осветительных приборов

· Световой поток – один из самых важных показателей светильника. Дело в том, что стоит различать световой поток светильника и суммарный световой поток светодиодов. Световой поток светильника всегда будет меньше, чем суммарный поток светодиодов, так как в первом случае должны учитываться потери светового потока (рассеиватель, матрица, распределяющая свет по поверхности светового прибора, и другие особенности конструктива).

Ф (светильника) <ƩФ (светодиодов).

Многие производители указывают суммарный поток светодиодов, тем самым преувеличивая свои показатели. Ниже приведены ориентировочные значения потерь при разных видах рассеивателей:

    • Призматический рассеиватель – около 30%; 
    • Матовый рассеиватель – 30 – 40%;
    • Защитное стекло (прозрачное) – 15 – 20%.

Продемонстрируем разницу этих двух величин. К примеру, возьмем офисный светильник с матовым рассеивателем (величина потерь – 30%). Пусть в характеристиках к светильнику указана величина светового потока – 3000 Лм. Тогда, в случае, если указана суммарная величина для светодиодов, для светильника она будет равна:

Ф(светильника)=Ф(светодиодов)*(1-Кпотерь) =3000*(1-0.3)=2100 Лм.

Для того, чтобы добиться Ф(светильника)=3000 Лм, световой поток всех его светодиодов должен быть как минимум равен:

Ф(светодиодов)=Ф(светильника)+Ф(светильника)*Кпотерь=3000(1+0.3)=3900 Лм.

· Величина светового потока также зависит и от цветовой температуры. При одинаковой мощности светильников один из производителей утверждает, что в случае применения именно его оборудования освещенность на рабочей поверхности будет лучше (как известно, освещенность – это величина светового потока, приходящаяся на единицу площади освещаемой поверхности). Необходимо удостовериться в том, что светодиоды имеют одну и ту же цветовую температуру, т.к. чем выше ее величина (свет более холодный), тем более высоким будет световой поток. Предположим, что световой поток офисного светильника при нейтральном белом свете (4000 К) равен 2900 Лм, тогда в случае теплого белого (3500 К) она снизится до 2800 Лм, а в случае холодного белого (выше 4500 К) составит более 3000 Лм.

·   Существует еще один аспект, влияющий на величину светового потока и освещенности.  Внедрение в конструктив вторичной оптики (дополнительных линз) позволяет скорректировать кривую силы света светильника, но в свою очередь оказывает значительное влияние на освещенность. Чем уже линза, тем световой поток становится более концентрированным, а значит увеличивается сила света и, как следствие, освещенность, которой можно добиться на поверхности.

Разместим один промышленный светильник на высоту 5 м (его мощность составит порядка 40 Вт (http://lampyris.ru/catalog/promyshlennoe_osveshchenie/lmprs_prom_18x1/)), а другой (60 Вт (http://lampyris.ru/catalog/promyshlennoe_osveshchenie/lmprs_prom_36x1/)) – на высоту 10 м. В Таблице 1 указаны максимальные значения освещенности на полу при различных типах линз, установленных в данных светильниках.

Таблица 1, Освещенность на полу для разных высот подвеса и при разных типах линз, Лк

№ светильникаВысота подвеса, м20°30°45°110°х65°110°
155362721584853
210239107792428

Представим данную зависимость в графическом виде (Рис. 1)

Zavisimost_osveshcennosti_ot_linzi.png

Как видно из таблицы и графика, величина освещенности очень сильно зависит как от установленной линзы, так и от высоты подвеса. Этот факт обязательно необходимо учитывать при сравнении нескольких видов светильников, а также при рациональном размещении их в помещении.

·  Производитель может «обмануть» покупателя при указании угла раскрытия светового потока. Очевидно, что в случае освещения офисных пространств, чем больше его величина, тем большую поверхность можно осветить и тем меньшее количество светильников задействовать в проекте. Самостоятельно удостоверится в реальности данных можно, сверив их с формой КСС светильника. Стоит помнить о том, что угол раскрытия всегда измеряется по половинному углу (за исключением случаев, когда производитель указал, по какому именно уровню производились измерения). Обратимся к Рис. 2 (КСС в полярной системе координат). Делим пополам отрезок по оси 0 (0;400) (см. красную дугу, проходящую через точку 200 кд). Далее проводим лучи из точки начала отсчета координат и точки пересечения КСС с красной дугой. Получаем правильно измеренный по половинному углу угол раскрытия – он составляет 110. При борьбе с конкурентами можно столкнуться с ситуацией, когда они указывают угол раскрытия, к примеру, 170.  Такого угла раскрытия без специальных линз на обычных офисных светильниках быть не может. Это значит, что угол раскрытия некорректный – по 10% (На Рис.2 – синяя дуга). 


KSS_ofisnogo_svetilnika.png

·   Большинство светодиодов питаются от постоянного тока при питающем напряжении не более 4 В, поэтому для согласования параметров электросети и параметров питания светодиодов требуется блок питания, который покупатель приобретает в комплекте со светодиодным светильником.  Следовательно, именно мощность на выходе из блока питания – это суммарная мощность всех светодиодов в светильнике. Но не стоит забывать, что у самого блока питания существует такая характеристика как коэффициент полезного действия (КПД), который показывает, насколько эффективно устройство может преобразовать энергию для нужд светильника.  Производители зачастую указывают мощность светильника без учета потерь на блоке питания (мощность по постоянному току, P(DC)). А, как известно, чем ниже величина мощности, тем выше показатель энергоэффективности светильника (Лм\Вт). Пусть в каталоге продукции указана мощность 70 Вт, в случае если КПД блока питания равен 0.85, мощность с учетом потерь (по переменному току, на входе в блок питания, P(AC)) будет равна:

 P(АС)=P(DC)\KБП=70Вт\0.85=82.35 Вт.

Теперь сравним энергоэффективность одного и того же светильника при разных значениях мощностей. Предположим, световой поток такого светильника равен 4000 Лм, тогда в первом случае энергоэффективность будет равна 4000 Лм\70 Вт = 57 Лм\Вт, во втором – 4000 Лм\82.35 Вт=48 Лм\Вт.

Необходимо всегда обращать внимание, какая именно мощность указана в информации к светильнику!


Расчеты

   Предположим, что все данные по светильнику достоверны, все потери и особенности конструктива учтены. Однако существуют другие методы «обмана», которые сложнее обнаружить. Это касается светотехнического расчета, особенно, если конечный клиент получает на руки готовый файл от производителя осветительных приборов и безоговорочно полагается на его результат.

·  Коэффициент запаса -  расчетный коэффициент, учитывающий снижение КЕО (коэффициента естественной освещенности) и освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, источников света (ламп) и светильников, а также снижение отражающих свойств поверхностей помещения (согласно СНиП 23-05-95*). Его величина в зависимости от типа помещения и территории также приведена в СНиП 23-05-95*. Чем больше в помещении пыли, дыма, копоти и др., тем больше величина Кзапаса (от 1.2 до 2). В системах автоматизированного расчета освещенности часто встречается такая величина как коэффициент уменьшения:

Куменьшения=1/Кзапаса

Очень часто величина коэффициента задается равной 1, что указывает на то, что помещение идеально чистое, без издержек эксплуатации. Это в свою очередь уменьшает как количество светильников, так и значительно увеличивает освещенность на рабочей поверхности.

Наглядно продемонстрируем разницу в уровне освещенности помещения при разных коэффициентах запаса\уменьшения. Размер комнаты – 20мх6мх8м. Воспользуемся специализированной программой светотехнических расчетов Dialux 4.12. В данном случае особые пожелания к освещенности не предоставляются, наша цель -  провести сравнительный анализ. Для освещения применим четыре промышленных светильника Lampyris мощностью 60 Вт, световым потоком 5800 Лм и линзой 35° (http://lampyris.ru/catalog/promyshlennoe_osveshchenie/lmprs_prom_36x1/).

В первом случае коэффициент запаса примем равным 0.8, во втором – 1 (Рис.3).

Otobrazhenie_fiktivnih_cvetov_ris_a.jpg    Otobrazhenie_fiktivnih_cvetov_ris_b.jpg 

Как видно из Рис.3 мы добились практически идентичной освещенности на полу, но следует обратить внимание на значение шкалы распределения цветов в зависимости от величины освещенности слева от модели помещения.  В случае, когда  Куменьшения=0.8,  освещенность на полу составляет в среднем 130-150 Лк (красный и белый цвета), тогда как во втором случае при Куменьшения=1 эти же цвета соответствуют 160-190 лк. Чем меньшую величину коэффициента запаса мы будем вводить, тем более значительной будет становиться данная разница.

 

·   Как известно, коэффициент отражения – безразмерная физическая величина, характеризующая способность тела отражать падающее на него излучение (в нашем случае – свет). Следовательно, каждому материалу, цвету и даже отдельному объекту в помещении в соответствие можно поставить определенный коэффициент отражения от поверхности, что как раз позволяют сделать программы светотехнического расчета. Еще один интересный нюанс в проектировании освещения помимо отражения – сами предметы, которые находятся внутри (столы, стеллажи, полки и т.д.). В некоторых случаях они заменяются на более простые элементы – части стен, квадры, колонны. Это вносит изменения как в уровень общей освещенности, так и в картину распределения света в помещении.

Приведем простой пример, продемонстрировав оба способа манипуляции освещенностью на объекте. Пусть у нас имеется промышленное помещение размером 20х6х10м. Внутри необходимо расположить два стеллажа размером 20х1.5х8м, при этом осветив проход между ними. Для освещения применим, как и в прошлом примере, четыре светильника Lampyris мощностью 60 Вт, световым потоком 5800 Лм и линзой 35° (http://lampyris.ru/catalog/promyshlennoe_osveshchenie/lmprs_prom_36x1/) (Конкретных требований к освещенности не предъявляется).

В первом случае в данной комнате поставим два двухсторонних стеллажа. В результате получаем следующую картину распределения фиктивных цветов (Рис.4):

Otobrazhenie_fiktivnih_cvetov_stellazhi.png


Теперь заменим стеллажи на квадры, которые будут иметь идентичный размер (20х1.5х8м). Коэффициент отражения оставим равным стандартному значению – 50%. Тогда картина распределения фиктивных цветов примет следующий вид (Рис.5):

Otobrazhenie_fiktivnih_cvetov_kvadri.png


Следует обратить внимание не только на то, что хоть незначительно, но повысился уровень освещенности на полу (порядка 130 Лк), но и изменилась общая картина распределения света в помещении. Стеллажи имели сквозную структуру, то есть на Рис.4 также можно увидеть, каким образом свет распределился на полках, в случае квадров – это не представляется возможным, в данной форме некорректно отображается действительность.

Некоторые производители идут еще дальше и помимо использования простейших форм в помещении задают завышенные коэффициенты отражения поверхностей (потолка, пола, стен, предметов внутри помещения). На примере помещения, рассчитанного выше, продемонстрируем, как повлияет увеличение коэффициента отражения квадров со стандартных 50% до 70% на освещенность в данной комнате (Рис.6).

Otobrazhenie_fiktivnih_cvetov_kvadri_2.png


Как видно из Рис.6, удалось повысить освещенность на рабочей поверхности от 120 до 150 Лк, а также опустить информацию о виде и типе стеллажей, что повлекло изменение общей картины распределения света. Нами был рассмотрен самый простейший пример, в случае большего количества объектов, габаритов помещения, материалов поверхностей и др. проследить, все ли параметры учтены становится всё сложнее.

· У каждого осветительного прибора, как известно, есть специальный IES-файл, в котором указаны все его фотометрические данные и который в дальнейшем загружается во многие компьютерные программы. Именно на этапе создания IES-файла в него может быть внесена ложная информация.  Отметим, самый главный способ «обмана». Для этого На Рис.7 представлен фрагмент IES-файла произвольного офисного светильника. 

Fragment_IES.png

 Выделенное синим цветом число 3 -  множитель, на который при необходимости могут быть умножены все значения силы света осветительного прибора. Выделенное красным число - первое из списка значений сил света в кд/м2/1000лм по всем полярным углам для каждого азимутального угла.  Для определения реального значения силы света светильника число 361.4 должно было соответственно умножено на коэффициент 3. Данный множитель определяется в зависимости от конструктива светильника, например, при создании IES-файла светильника, состоящего из двух модулей, можно воспользоваться IES-файлом одного модуля, но при этом указав коэффициент 2. Следовательно, чем больший коэффициент прописан в файле, тем большая сила света будет отображаться в программе светотехнического расчета.  В качестве примера поместим в комнату размером 5мх4мх3м светильник LMPRS.FL (http://lampyris.ru/catalog/ofisnoe_osveshchenie/lmprs_fl_595x595/), у которого множитель равен 3.2 и светильник с измененным IES-файлом, единственное изменение – множитель равен 5 (Рис.8).

Pomeschenie_s_ofisnim_svetilnikom_1.pngPomeschenie_s_ofisnim_svetilnikom_2.png


В первом случае освещенность на рабочей плоскости под светильником будет равна порядка 140 Лк, во втором – 220 Лк.

 

 Все перечисленные способы манипуляции покупателями, к сожалению, не являются единственными, к которым могут прибегнуть предприимчивые производители. Для того, чтобы избежать подобных ситуаций специалисты в области светотехники, а также все желающие расширить и приобрести новые знания в данной сфере теперь могут заняться самообразованием, не выходя из собственного дома или офиса. Член НП ПСС ООО «Завод Лампирис» запустил собственную платформу онлайн-обучения, которая поможет получить доступ к познавательной и ценной информации о мире источников света и многообразии их характеристик. Потенциальному студенту необходимо просто перейти по ссылке http://learn.lampyris.ru /, пройти формальную процедуру регистрации и записаться на один из предложенных курсов: «Основные понятия светотехники» или «Номенклатура». Для удобства платформа онлайн-обучения доступна с официального сайта завода Lampyris (http://lampyris.ru/). Надеемся, что данный ресурс повысит грамотность людей в области светотехники и позволит избежать не только ситуаций, приведенных в качестве примера в этой статье, но и улучшит понимание в сфере светотехнической продукции в целом.

 

Рыбалова Дарья,

Бренд-менеджер

ООО «Завод Лампирис»


31 Августа 2015

Возврат к списку