Detalizēts LED spuldžu gaismas plūsmas apraksts
Projektējot telpu apgaismojuma sistēmas, ir jāvadās pēc noteiktām vērtībām, lai unificētu aprēķinu procedūras. Tās pašas universālās vērtības ir nepieciešamas parastajiem patērētājiem, lai pārvietotos dažāda veida gaismas avotos. Ilgu laiku kvēlspuldzēm šī vērtība bija viens vats patērētās elektroenerģijas. Taču šīs ierīces aiziet no skatuves, tāpēc ir jāatrod kaut kas cits.
Kas ir gaismas plūsma
Faktiski, lai aprēķinātu apgaismojumu, dizaineri iepriekš izmantoja citu vērtību - kandelu (sveci), kurai arī ir tieša atbilstība kvēlspuldzes patērētajiem vatiem. Pagājušā gadsimta otrās puses sākuma tehniskajā literatūrā var sastapt izteicienus “tūkstošsveču lampa” u.c. Spilgtums kandelā attiecas uz gaismas jaudu vatos, kas izstaro noteiktā virzienā. Kā vizuālu asociāciju šādu spilgtumu nodrošina parasta degoša parafīna vai stearīna svece. Līdz ar to nosaukums.Šī pieeja nodrošina vizuālu spilgtuma attēlojumu kā degošo sveču skaitu.
Svarīgs! Kandela aprēķināšanai izmantotie vati nav saistīti ar elektrisko jaudu - gaismas avots var nebūt elektrisks (tā pati svece).
Ir gaismas plūsmas jēdziena definīcija - starojuma enerģijas jauda, kas tiek novērtēta pēc gaismas sajūtas. Vai arī izstaroto fotonu skaits laika vienībā. Matemātiski tas izskatās šādi: ja punktveida avots ar 1 kandela spēku izstaro plūsmu telpiskā leņķī, kas vienāds ar vienu steradiānu, tad tas rada gaismas plūsmu 1 lūmena (lm) apmērā.
Steradiāna jēdziens ir jāprecizē. Lai attēlotu 1 sr telpisko leņķi, jāņem konuss ar virsotni sfēras ar rādiusu R centrā, kas izgriež laukumu uz sfēras virsmas, kas vienāda ar R2 . Šāda konusa atvēršanas leņķis ir aptuveni 65 grādi.
Ja 1 kandela punktveida gaismas avotu, kas izstaro vienādi visos virzienos, novieto sfērā ar rādiusu 1 m, tad uz tās iekšējās virsmas tiks izveidots apgaismojums, kas vienāds ar 1 luksu (lx). Šo vērtību izmanto, lai iestatītu apgaismojuma normas. Tātad dažādām telpām saskaņā ar SNiP ir jāievēro šādi nosacījumi:
- vidusskolu kabineti - 500 luksi;
- augstskolu auditorija - 400 luksi;
- sporta zāles - 200 lx.
Apgaismojuma standarti noteikti arī citām telpām.
Ja gaismas plūsma 1 lm krīt uz 1 kv.m. virsmas, tas rada 1 luksa apgaismojumu. Tādējādi attiecība starp lūmenu un luksu: 1 lukss = 1 lm/kv.m. Piemēram, lai nodrošinātu pietiekamu apgaismojumu auditorijā ar platību 100 kvadrātmetri, ir nepieciešams 40 000 lūmenu gaismas plūsma.Jāņem vērā arī tas, ka apgaismojums samazinās proporcionāli attāluma kvadrātam no gaismas avota, tāpēc Svarīgs ir luktura piekares augstums.
Darbības princips
Lai saprastu visu šo daudzumu izmantošanas ērtību, ir jāņem vērā gaismas diodes emisijas virziens un ar to saistītie jēdzieni.
Gaismas diodes konstrukcija ir tāda, ka tā nesūta gaismu vienmērīgi visos virzienos - apakšējo puslodi klāj substrāts, un lēcas dizains ir tāds, ka tas nenodrošina vienmērīgu starojumu augšējā puslodē. Rezultātā galvenā gaismas plūsma tiek koncentrēta augšējā virzienā un vājina gaismas konusa perifēriju. Noteiktā skata leņķī spīduma intensitāte tiek samazināta uz pusi, un, sasniedzot vēl lielāku leņķi, gaisma kļūst neredzama. Pirmo leņķi (bac) sauc par pusspilgtuma leņķi, bet otro (fah) par pilna spilgtuma leņķi.
Tie paši punkti attiecas uz LED ar luminoforu. Tur starojuma leņķi ierobežo substrāts un p-n savienojuma iniciējošā starojuma lielākās aktivitātes leņķis. Jāsaprot, ka ar aci šos leņķus precīzi noteikt nav iespējams – ir vajadzīgas īpašas ierīces. Bet jūs varat vizuāli salīdzināt divas gaismas diodes - kurām ir lielāks atvēršanas leņķis.
LED lampu gaismas jauda
LED lampu gaismas jauda nav atkarīga no kristāla sildīšanas pakāpes. Gandrīz visi baltie apgaismotāji ir izgatavoti uz LED bāzes ar luminoforu, tāpēc gaismas atdeve ir atkarīga no šī fosfora kvalitātes, no tehnoloģijas, ar kādu tas tiek ražots. Svarīga ir arī iniciējošā kristāla gaismas emisija un šī starojuma spēja izraisīt luminofora spīdumu redzamajā spektra apgabalā.
Āra apgaismojuma gaismas plūsmas stiprums
Lai aprēķinātu āra apgaismojumu, ir jāvadās no minimālajiem apgaismojuma standartiem, kas atrodami arī attiecīgajā SNiP (SP). Tātad rotaļu laukumiem minimālais apgaismojums nedrīkst būt mazāks par 10 luksiem.
Standarti norāda minimālās apgaismojuma vērtības, aprēķinos tās var palielināt.
Lai iegūtu vajadzīgo ķermeņu skaitu (N), lai iegūtu nepieciešamo apgaismojumu, ir jāiestata sākotnējie dati:
- minimālais apgaismojums (E), lx;
- teritorijas platība (S), kv.m;
- apgaismojuma nevienmērības koeficients (z), LED lampām tas ir vienāds ar 1,2;
- reizinātājs, kas ņem vērā gaismas plūsmas pavājināšanos līdz lampas kalpošanas laika beigām (k), LED ierīcēm tas ir 1,2;
- vienas lampas gaismas plūsma (F), lm;
- tuvumā esošo objektu atstarošanas koeficients (n), asfaltam to var pieņemt kā 0,3.
Šie lielumi ir saistīti ar formulu N=E*S*z*k/(F*n).
Lai būtu nepieciešams apgaismot rotaļu laukumu 150 kv.m platībā. Lampu klātbūtnē, kas katra izstaro gaismas plūsmu 1500 lm. Aizvietojot vērtības formulā, mēs iegūstam N=10*150*1,2*1,2/(1500*0,3). Jūs saņemat 4,8 vai 5 lampas. Šī ir minimālā summa, patiesībā jūs varat instalēt vairāk.
Jūs varat iestatīt nevis pēc pieejamo lampu gaismas plūsmas, bet gan pēc lampu skaita, kuras var uzstādīt teritorijā. Šajā gadījumā ir jāaprēķina katras lampas gaismas plūsma. Aprēķina formulai būs forma F=E*S*k*z/(N*n). Ja gala rezultāts neietilpst standarta sērijā lampas īpašības, tas ir jānoapaļo uz augšu.
Attiecība starp lūmeniem un vatiem
Patērētāji visā pasaulē ir pieraduši saistīt apgaismojuma spilgtumu ar elektrisko jaudu, kas patērēta desmitgades kvēlspuldžu dominēšanas laikā. Šīm novecojušajām ierīcēm tas bija saprātīgi - tehnoloģiju attīstība šajā virzienā jau sen ir nonākusi strupceļā. Apgaismojuma jaudas un intensitātes attiecība ir nostabilizējusies un kļuvusi par ieradumu.
LED apgaismojumam nav tiešas attiecības starp enerģijas patēriņu vatos un radīto gaismas plūsmu lūmenos. Precīzāk, tā ir, bet tikai šobrīd. Tehnoloģijas nestāv uz vietas, tiek pilnveidota kristālu ražošana, tiek izstrādāti jauni fosfori ar palielinātu gaismas atdevi. Pašreizējā laika koeficienti rīt būs bezcerīgi novecojuši.
Gaismas spilgtuma tabula
Šobrīd atbilstība starp mūsdienu LED spuldžu gaismas plūsmu un to patērēto jaudu izskatās šādi:
| Gaismas plūsma, lm | 250 | 400 | 650 | 1300 | 2100 |
| LED lampas enerģijas patēriņš, W | 2-3 | 5-7 | 8-9 | 14-15 | 22-27 |
| Kvēlspuldzes līdzvērtīga jauda, V | 25 | 40 | 60 | 100 | 150 |
Tabulā norādītas aptuvenās noapaļotās vērtības, jo tirgū esošās lampas jau vairākus gadus ražo dažādi ražotāji ar dažādām tehnoloģijām. Uztverei "ar aci" šī izplatība praktiski nav pamanāma.
Noslēgumā video: Atšķirība un attiecības starp vatiem, lūmeniem un kelviniem.
Skaidri izprotot saistību starp gaismas starojuma īpašībām, jūs varat patstāvīgi aprēķināt telpas vai teritorijas apgaismojumu. Lai to izdarītu, jums jāzina apgaismojuma normas un LED lampu tehniskie parametri.