Характеристики и типы кривой силы света

Исходные данные

В большинстве случаев светильник разрабатывается
не для одного конкретного объекта,
а для типового применения. Существует несколько
стандартных типов диаграмм углового
распределения силы света, или кривых силы
света (КСС), подробное описание которых
можно найти, например, в ГОСТ 17677—82,
а краткое приведено в табл. 1 и на рис. 1.
Некоторые разработчики проектируют светильник,
выбирая диаграмму в зависимости
от параметров объекта освещения, при этом
получается, что в большинстве других случаев
изделие оказывается не совсем подходящим.

Для производственных помещений рекомендуется
применять светильники прямого
света с КСС типа К, Г, Д. Причем чем больше
высота подвеса, тем уже зона направлений
максимальной силы света. Для общего освещения
офисов в основном годятся светильники
прямого и рассеянного света с КСС типа Г
и Д. Для подсветки особых, выделенных зон,
внутренних архитектурных решений и деталей
интерьера подходят световые приборы с КСС
типа К. Для формирования отраженного или
приглушенного света (например, в холле
здания) необходимо применять светильники преимущественно отраженного света (КСС
типа С). Как правило, в описанных случаях
используются осветительные приборы, пространственное
распределение силы света которых
представляет собой тело вращения.

Для автострад и улиц, в зависимости от их
категории (определяется СНиП 23-05-95),
а также для автотранспортных туннелей, надземных
и подземных пешеходных переходов
и вытянутых коридоров общественных зданий
применимы светильники, имеющие в одной
из плоскостей КСС типа Л и Ш. Пространственная
диаграмма большинства из них представляет
собой сложное фотометрическое тело. Кривые
силы света, описывающие такое тело в разных
сечениях, имеют разную форму. Такие распределения
называют специальными. При
этом часто пространственная диаграмма дорожного
светильника имеет не ось, а плоскость
симметрии. Для уличного светильника в двух
взаимно перпендикулярных сечениях КСС
будут различны — в одном типа Л или Ш, а в
другом — К или Г.

Способы расчета освещения

Метод коэффициента

Освещенность играет важную роль в жизни людей. Рассчитать ее очень просто методом коэффициента. В первую очередь необходимо посчитать количество светильников (N).

100*S*E*Kr – определение отсвечивания, где:

• S – площадь комнаты;
• E – уровень света горизонтальной плоскости (указывается в люксах);
• Kr– коэффициент запаса (для дома он равняется 1.2).

U*n*Fl – расчет яркости ламп, где:

• U – коэффициент употребления света прибором (в зависимости от количества ламп);
• n – число ламп в приборе;
• Fl– световой поток одной лампы (измеряется в люменах).

Например: На рабочем месте (такой как кабинет или кухня) применяется 3 светильника. Подставляем данные в формулу: 3=E (кабинет)*100*1,2 (освещенность стандартная). Осталось сделать расчет яркости ламп. А для этого необходимо знать коэффициент употребления света (U).

Для того чтобы его рассчитать нужно иметь индекс помещения, при этом необходимо учитывать материал стен и потолка (отражающий). Для этого:

• h1 – высота, на которой находятся светильники;
• h2 – высота рабочей поверхности;
• a и b – длинна стен, площадь помещения известна.

После вычисления значения, для полного просчета необходимо выяснить оставшиеся данные. В справочнике нужно посмотреть индексы отражающей способности материалов потолка и стен. Коэффициент употребления света будет ниже, если стены будут светлые. Подставив все полученные данные в формулу можно рассчитать освещенность квартиры или помещения. Если исходить из примера, то для комнаты с тремя светильниками необходим такой результат:

По полученным результатам было решено, что освещенность комнаты должна состоять из 12 отдельных ламп, которые встроены в потолок. От трех светильников отказались.

Все справочные материалы доступны в сети интернета, а также ниже по статье, поэтому ничего сложного в вычислении нет. Есть много подобных вычислений, для того чтобы рассчитать освещенность.

По удельной мощности

В этом методике используются данные из справочников, поэтому он считается простым. Минус такого метода – это большой запас при вычислении, из-за чего сложно сделать расчет затрат электричества и его экономии. Если смотреть по факту, то это метод оценки затрат электрической энергии. Если есть удельная мощность света, то достаточно умножить число ламп на мощность и поделить на площадь. Полученное число можно применять для установления приблизительной мощности и количества ламп.

Точечный метод

Этот подсчет дает возможность распределить светильники по площади комнаты. А это значит, что с помощью этого метода можно узнать освещение в определенной точке комнаты. Чтобы приступить к вычислению по такой методике, необходимо разработать план помещения, определить расчетную точку и разместить светильники.

​

Такой способ сложный, поэтому используется в том случае, когда сложная поверхность стен или потолка или для дизайнерских решений. Если смотреть со стороны экономии электричества, то этот метод считается самым экономным.

Существуют также программы для расчета освещенности помещения. Рекомендуем проверить результат, воспользовавшись специальным софтом!

Применение прототипа

Для этого метода применяется таблица со справочника, где прописаны точные просчеты стандартных помещений. Такие просчеты проводились не один раз, поэтому данные, что прописаны в таблице, правильные. Существует и более необычные методики и формулы для определения уровня света, но они дорогие и применяются только для помещений сложной конструкции и планировки или для уличного освещения. Для жилой квартиры их применять нет смысла.

Лампы накаливания

Такой вариант искусственного освещения характеризуется образованием света от тела накала, которое нагревается до высоких температурных показателей под воздействием электрического тока.

Конструкция может быть очень разнообразной, что напрямую зависит от назначения или условий эксплуатации, но обязательными элементами всегда являются стеклянная колба или баллон, тело накала, крючковые держатели, ножка, токовые вводы и предохранитель, а также стандартный корпус, изолятор и контакты донышка в цокольной части.

Преимущества таких ламп представлены:

• высоким цвет-передающим индексом;
• доступной стоимостью;
• небольшими размерами;
• отсутствием необходимости применять пускорегулирующие устройства;
• мгновенным зажиганием;
• низкой чувствительностью к перебоям в напряжении;
• отсутствием токсичного воздействия на окружающих.

Тем не менее, снижение популярности обусловлено и некоторыми недостатками, в качестве которых можно рассматривать низкую светоотдачу и непродолжительный эксплуатационный срок.

Искусственное освещение

Разделяется освещение на два основных вида – общее и местное. Общее является основным, поскольку именно оно обеспечивает нормальное функционирование любого дома. Местное – разделяют на функциональное и декоративное. Сюда входит освещение зеркала, письменного стола, кухонных шкафчиков, подсветка элементов интерьера или картин.

Из-за разделения освещения на общее и местное существуют и различные типы ламп. При общем освещении они излучают рассеянный свет, заполняющий все окружающее пространство, при местном – только нужное место направленным пучком света. Рассмотрим подробнее каждый вид освещения и его особенности.

Что нужно учитывать при расчёте

Сосредоточимся на тех характеристиках, которые могут быть учтены самостоятельно. Это:

• тип помещения (гостиная, кухня, рабочий кабинет и т. д.);
• высота потолка;
• цвет напольного покрытия, мебели или стен;
• наличие или отсутствие зеркал.

Уровень освещённости разных типов комнат зависит от их целевого назначения. То, что в гостиной или кухне будет нормой — для спальни уже слишком ярко, и наоборот. Высота потолка тоже имеет определённое значение. Стандартом при вычислениях считается высота до 3 м. Если она находится в пределах от 3 до 4 м — все результаты нужно умножить на 1,5, если больше — на 2.

​

Учёт цветовой гаммы и наличия зеркал производится с помощью специальных коэффициентов и индексов. Если пытаться учесть абсолютно всё, то можно надолго застрять в этом процессе. В основном сложности возникают при выполнении зонирования помещения с помощью света. Но, с другой стороны, это больше касается сложных дизайнерских планировок, и такие данные входят в дизайн-проект. Постараемся дать рекомендации по расчётам, которые пригодятся в большинстве случаев.

Как подобрать КСС

Чтобы не рассчитывать оптимальные показатели кривой силы света для конкретного помещения или улицы, можно использовать общие рекомендации от специалистов

Важно помнить следующее:

В жилых помещениях, а также везде, где надо создать спокойную обстановку, располагающую к отдыху, лучше устанавливать светильники с синусной КСС. Причем, следует подбирать вариант с матовым рассеивателем или плафоном, дающим отраженный свет.
В административных зданиях, общественных местах, офисах и рабочих кабинетах стоит применять косинусный вид с углом распространения 120°. Тут нет особых требований, главное – подобрать вариант, обеспечивающий нормальную освещенность (минимальные нормы есть в ГОСТе).

В промышленных цехах, на производственных участках, а также на других подобных объектах могут быть использованы разные решения в зависимости от специфики работы. Чаще всего применяют варианты «Д», «Г» или «К».
В качестве дополнительного освещения, а также для декоративного выделения отдельных зон оптимальным решением станет глубокая КСС. Главное – правильно отрегулировать направление светового потока.
Если нужно выделить отдельный объект, обеспечить освещение скульптуры, стеллажа или витрины в магазине, стоит использовать светильники с концентрированной КСС
Она направит световой поток в нужное место и тем самым будет привлекать внимание.
Для автомобильных дорог, тротуаров и пешеходных зон применяют фонари с полуширокой либо широкой КСС

За счет этого поверхность освещается равномерно без затемнений и плохо освещенных участков
В этом случае очень важно подобрать оптимальную высоту и угол расположения плафонов.
В подъездах, кладовках, подсобках и других небольших помещениях, оснащаемых настенными плафонами, стоит применять варианты с равномерной КСС.

При необходимости в одном помещении можно комбинировать разные варианты. Например, общее освещение в производственном цехе и дополнительные светильники на каждом рабочем месте.

В видео подробно рассказывается о КСС и связанных с ней понятиях.

Подобрать оптимальную кривую силы света не менее важно, чем обеспечить хорошую освещенность и правильное расположение светильников. Поэтому надо заранее определить подходящую маркировку, чтобы купить именно то, что нужно

Типы кривой силы света

В зависимости от распространения светового потока выделяется несколько основных вариантов. Причем каждый тип кривой силы света подходит для определенных условий, так как имеет свое светораспределение. Для наглядности ниже показан график с семью основными видами КСС, для простоты их обозначают буквами.

На графике показаны основные варианты и особенности распространения света у каждого из них.

Все данные представлены в виде таблицы с расшифровкой обозначений и диаграммами светового распространения.

Маркировка	Что обозначает	Угол распространения света (градусов)	Диаграмма
К	Концентриро-ванная	30
Г	Глубокая	60
Д	Косинусная	120
Л	Полуширокая	140
Ш	Широкая	160
М	Равномерная	180
С	Синусная	90

Могут быть и другие варианты, но чаще всего их используют для специфических объектов с особыми требованиями к освещению.

Категории светильников

Светильники в интерьере выбирают по нескольким признакам для обеспечения необходимого эффекта и условий.

1. Цветопередача:

— дневной свет. Дневной свет возможен в кухне, над рабочим местом, над швейной машинкой — от него меньше устают глаза. И еще в прихожей, в которой обычно нет окон.

— теплый свет. С чуть желтоватым оттенком теплый свет очень уютен, слегка расслабляет, поэтому наиболее предпочтителен для пользователя.

— холодный свет. Наиболее холодный свет подходит для праздничных и общественных интерьеров, таких как бары и клубы.

Для жилых помещений стоит брать светильники, на которых указана характеристика цветопередачи 90-100 Ra. Это самая комфортная величина для человеческого глаза. Если лампочка, которую вы купили, привычной мощности, но режет глаза, значит цветопередачу производитель проигнорировал. Лучше не пользоваться, купить другую, внимательно посмотрев, есть ли там эти 90-100 Ra.

2. Мощность лампочек:

Если говорить о мощности лампочки, то нужно исходить из того, что для одного квадратного метра необходимо от 15 до 20 ватт. Это значит, что для стандартных городских квартир абсолютно достаточно:

— в ванной лампочки в 100 Вт; — в туалете — 80Вт; — в коридоре 2 по 200Вт; — в кухне и жилых комнатах — 100-150Вт.

Разобравшись с оттенками, стоит уделить внимание видам светильников, а также определить, куда они подходят

Как выполнить расчет освещения

Для его проведения можно воспользоваться:

1. популярными ручными методиками:
2. специализированными компьютерными программами.

Способы ручного расчета освещения

Наиболее доступными являются методы:

1. коэффициентов;
2. удельной мощности;
3. точечного распределения;
4. использования прототипов.

Способ использования коэффициентов

Он позволяет вычислить количество необходимых для хорошего освещения светильников N по выражениям, представленным на картинке.

Числитель Е∙S∙Kз характеризует отсвечивание, а знаменатель U∙n∙Фл — яркость.

Коэффициент отражения учитывает состояние поверхностей, выражается в процентах и принимается:

• 70÷80 — для белых оттенков;
• 50 — светлых цветов;
• 30 — серых;
• 20 — темно-серых;
• 10 — темных поверхностей.

Коэффициент запаса выражается в единицах от идеальных условий, зависит от типа помещения и принимается:

• 1,25 — внутри очень чистых пространств и осветительных установок с небольшим временем эксплуатации;
• 1,50 — в чистых помещениях;
• 1,75 — для наружного освещения;
• 2,00 — при сильном загрязнении наружного или внутреннего освещения.

Подставив в верхнюю формулу все выбранные коэффициенты, можно простыми арифметическими действиями вычислить количество светильников.

Расчет по удельной мощности

Для использования этой методики необходимо пользоваться специальной справочной документацией. Такой способ обычно предусматривает создание определённого запаса светильников. За счет этого он не является экономным.

Расчет точечным методом

Способ основан на составлении плана или эскиза помещения и графического нанесения на нем рабочей поверхности и светильников для ее освещения.

Метод довольно непростой, он применяется в основном для потолков или стен различных сложных форм и конфигураций, создаваемых дизайнерами. Расчет выполняется точно, считается экономным в плане электроснабжения.

Расчет на основе прототипов

Метод использует таблицы в справочниках, подготовленные для типовых помещений. Расчеты многократно опробованы на практике и в них внесены коррективы. За счет этого получается довольно хорошая точность.

Способы расчета освещения компьютерными программами

Довольно доступный метод, рассчитанный на уровень учеников, представлен в видеоролике владельца Mordovskysvet “on-line калькулятор”. Рекомендуем ознакомиться с ним для использования в домашних целях.

Профессионально выполнять эти же действия можно с помощью популярной программы DIALux.

Обучающий ролик «Кривая силы света (КСС)»

Многие знают, что такое кривая силы света (КСС), но не все разбирались в каких координатах она строится, и как с помощью КСС определить угол рассеивания. В этом видео мы постарались немного рассказать о ней и связанных с ней понятиях.

Кривая силы света Эта кривая показывает долевое распределение светового потока в нижней и верхней полусфере. Грубо говоря это количество света излучаемое в том или ином направлении. Кривую силы света сокращенно называют КСС. Перед рассмотрением типов кривых нужно пояснить в каких координатах они строятся. Это может быть как четверть круговой диаграммы, ее половина, либо целая круговая диаграмма с нанесенными углами. Углы определяют направление излучения, а диаметрально расходящиеся в виде колец координаты — силу света в относительных единицах или процентах. Иногда на КСС встречается обозначение силы света в абсолютных единицах, т.е. канделах. Самая удаленная от центра точка кривой, соответствует 100% и является максимальной силой света для данного источника света. КСС для симметричных светильников приводится в 2 плоскостях, которые называют продольной и поперечной. Если не указана полусфера, к которой принадлежит кривая, то она соответствует нижней полусфере. Для круглосимметричных светильников допускается указывать КСС для одной меридиональной плоскости, т.к. в других плоскостях она одна и та же. Т.к. светильники проектируются в основном для типового применения, то и кривые силы света, также, приближены к типовым. ГОСТ (ГОСТ Р 54350-2015) определяет 7 основных типов КСС. концентрированная К (0-15 градусов) глубокая Г (0-30 градусов) косинусная Д (0-35 градусов) полуширокая Л (35-55) широкая Ш (55-85) равномерная М (0-90) синусная С (70-90)

Не стоит забывать о таких понятиях как угол рассеивания и защитный угол светильника. Угол рассеивания, это угол, при котором сила света снижается 50 % от номинального значения. Чтобы найти этот угол, необходимо на графике КСС найти пересечение кривой, с диаметральной осью, соответствующей половине от максимальной силы света. Далее, провести о центра прямые через эти точки. Измерив угол между ними получим искомый угол рассеивания светильника. Для прожекторов угол рассеивания ограничен 10% максимальной силы света. Теперь немного о защитном угле. Защитный угол светильника это угол в характерной плоскости, в пределах которого глаз наблюдателя защищен от прямого излучения источника света в светильнике, т.е. это угол при котором смотря на светильник мы не видим самого источника излучения. Если говорить о светильниках, в которых рассеивающие элементы полностью закрывают выходное отверстие, что очень характерно для светодиодных светильников внутренней установки, то применяется термин условный защитный угол, который просто принимается за 90 градусов. КСС очень важная характеристика, поэтому ее правильное чтение может многое рассказать о светильнике.

Введите Ваш адрес электронной почты и нажмите кнопку «Подписаться», чтобы всегда быть в курсе новостей АО «ВИЛЕД»

Источник

ОАО «Брестский электроламповый завод»

Завод изготавливает зеркальные газоразрядные лампы высокого давления «Эколюм» (натриевые серии ДНаЗ и металлогалогенные серии ДРИЗ для уличного освещения).

При производстве этих ламп используются спеченные электроды, лампы имеют вращающийся цоколь.

Использование в газоразрядных лампах спеченных электродов вместо традиционных спиральных — позволяет: улучшить зажигание ламп в течение срока службы; снизить спад светового потока ламп к концу срока службы до 5% от начального; увеличивать срок службы ламп более чем в 1,4 раза за счет увеличенного в 10—15 раз количества эмиттера на электроде; работать стабильно лампе при низких температурах (до –60 °С).

Использование газоразрядных зеркальных ламп с вращающимся цоколем вместо традиционных ламп с чистой колбой позволяет: увеличить более чем в 2 раза освещенность объектов за счет снижения потерь светового потока, возникающих из-за загрязнения отражающей поверхности светильника и защитного стекла; снизить энергопотребление ламп более чем в 2 раза при сохранении освещенности; КПД новых ламп достигает 95%. Положение ламп во время работы — горизонтальное зеркалом вверх. Тип светораспределения ламп — полуширокий.

В табл. 46 и 47 приведены технические характеристики натриевых и металлогалогенных зеркальных ламп высокого давления соответственно.

Таблица 46. Технические характеристики натриевых зеркальных ламп высокого давления

Тип	Мощность, Вт	Ток, А	Световой поток, клм	Диаметр колбы, мм	Длина, мм, не более	Срок службы, ч
ДНаЗ 100-ПН	70	0,98	6	76	218	28 000
ДНаЗ 150-ПН	150	1,8	14	90	241	32 000
ДНаЗ 250-ПН	250	3	26	90, 100, 120	263	32 000
ДНаЗ 400-ПН	400	4,6	46	120	285	32 000
ДНаЗ 600	600	6,2	86	140	325	28 000
ДНаЗ 1000	1000	10,3	120	152	380	28 000
ДНаЗ 220-ПН	220	2,13	20	100	263	24 000
ДНаЗ 350-ПН	350	3,25	34	120	285	24 000

Служат для прямой замены ламп ДРЛ, без замены ПРА (ПН — повышенной надежности).

Таблица 47. Технические характеристики металлогалогенных зеркальных ламп высокого давления

Тип	Мощность, Вт	Ток, А	Световой поток, клм	Диаметр колбы, мм	Длина, мм, не более	Срок службы, ч
ДРИЗ 100	100	1,23	7,8	76	218	8000
ДРИЗ 150	150	1,8	11	90	241
ДРИЗ 250	250	2,1	20	120	280
ДРИЗ 400	400	3,4	34	120	280

Какую КСС выбрать для светодиодного светильника

Здесь как всегда всё зависит от того, какой результат необходимо получить. Но есть некоторые общие тенденции:

• Для освещения офисов, административных и общественных зданий как правило применяются светильники с КСС типа Д и углом излучения 110-120 градусов.
• Для освещения автомобильных дорог, площадей и прочих открытых пространств – таких как парковки, складские зоны, придомовые территории – КСС типа Ш с углом излучения 135-150 градусов.
• Для освещения отдельных объектов или открытых пространств с большой высотой установки светильника (например – сортировочных станций железнодорожного транспорта или спортивных сооружений) подходят прожектора с КСС типа Г или К.
• Для освещения пешеходных и парковых пространств, декоративного и некоторых видов утилитарного освещения – КСС типа М и С.

Неправильный подбор типа кривой силы света светильника даже при условии правильного выбора его мощности может дать на удивление посредственный результат. Например, если для освещения дороги использовать светильники с КСС типа Д, то вам придётся или ставить столбы через каждые 10 метров, или делать их чрезвычайно высокими, а светильники – весьма мощными. В противном случае результат будет примерно как на фото выше.

В то время как со светильниками с КСС типа Ш аналогичная дорога выглядит совершенно иначе:

Одним из важных преимуществ светодиодных светильников перед прочими видами освещения является возможность простого, быстрого и недорогого изготовления разнообразных оптических систем, изменяющих светораспределение в соответствии с требованиями проекта. Один и тот же прибор в зависимости от исполнения может быть как уличным светильником с КСС типа Ш и углом излучения 135 градусов, освещающим автодорогу, так и прожектором с КСС типа Г и углом излучения всего в 15 градусов, освещающим фасад здания.

Для того, чтобы избежать досадных (и зачастую дорогостоящих) промахов – перед приобретением светильника желательно сделать светотехнический расчёт, который позволит однозначно ответить на вопрос о целесообразности использования той или иной КСС в каждой конкретной ситуации. У нас, например, светотехнический расчёт можно заказать совершенно бесплатно.

Источник

Заключение

В статье были изложены общие подходы
и методы формирования требуемой диаграммы
силы света светового прибора. Конечно,
многие тонкие моменты остались за рамками
публикации, но общие сведения помогут при
разработке светильника с относительно простыми
типами пространственного распределения
силы света. Тем не менее при проектировании
светильника с уникальным оптическим
решением не обойтись без участия высококвалифицированного
оптика, имеющего опыт
работы именно в проектировании светодиодных
систем. К счастью, сегодня такую работу
уже могут выполнять сторонние организации,
которые возьмут на себя не только расчет
вторичной линзы, но и ее изготовление.