Що таке люкси й люмени, та чому вати – не головне в світлодіодному освітленні

Чому одна LED-лампа світить сильніше, ніж інша, такої ж потужності? Що таке світловий потік і чим він відрізняється від освітленості? Як визначитися з кількістю ламп, знаючи їх світловий потік і розміри приміщення. Відповіді на ці питання ви знайдете в нашій новій статті.За часів повсюдного поширення ламп розжарювання (ЛЗП), знаючи, скільки ват споживає лампа, можна було з упевненістю передбачати, скільки світла вона буде давати. Дві лампи однакової потужності, вироблені на різних заводах, випромінюють практично однакову кількість світла, і, купуючи ЛЗП, покупцеві досить було орієнтуватися на показник її потужності. Зараз ЛЗП в минулому, але й досі багато хто діє подібним чином і при купівлі світлодіодних ламп, хоча з ними справа йде трохи інакше.

Світловий потік і енергоефективність

Основним і найбільш значущим параметром будь-якого освітлювального приладу є кількість світла, яку він виробляє за одиницю часу. Ця величина називається світловим потоком джерела світла, а одиницею виміру для нього в міжнародній системі СІ офіційно прийнятий Люмен (Lumen, Лм). Величина світлового потоку залежить від електричної потужності джерела світла, але не визначається лише потужністю. Особливо це актуально для світлодіодних ламп.

У ЛЗП кількість світла, яке вона виробляє, залежить від матеріалу нитки розжарювання та її температури. Але ці параметри в різних лампах відрізняються мало, тому й світять ЛЗП однієї потужності приблизно однаково. У LED-лампах світло виробляють світлодіоди. Світловий потік світлодіода, як і лампи розжарювання, також залежить від матеріалів і режиму роботи напівпровідникового кристала, але, на відміну від ЛЗП, ці властивості у різних світлодіодів дуже відрізняються, і більш якісні та сучасні світлодіоди при одній і тій же електричній потужності виробляють більше світла.

Зв'язок між електричною потужністю джерела світла та його світловим потоком характеризується енергоефективністю й визначається як відношення величини світлового потоку до потужності. Енергоефективність демонструє, скільки світла виробляє джерело на 1 ват витраченої потужності, іншими словами це – світловий ККД, і чим він більший, тим більш економічним є джерело світла.

Величину світлового потоку й потужність обраної LED-лампи дізнатися досить просто, потрібно всього лише подивитися на її упаковку – відповідно до вимог стандартів виробники світлодіодних ламп зобов'язані вказувати значення цих характеристик на упаковці продукції. Енергоефективність лампи на упаковці наводити не обов'язково, тому, якщо цей параметр не вказано, покупець легко може розрахувати його самостійно, розділивши значення світлового потоку на потужність.

Розглянемо конкретний приклад:

Орієнтовна величина світлового потоку побутової лампи розжарювання потужністю в 60 ват становить 700 люменів, а 100-ватної – близько 1200 люменів. Таким чином, розділивши 700 на 60, отримуємо енергоефективність 11,7 лм/Вт – у 60-ватної лампочки й 12 лм/Вт – у 100-ватної.

Якщо зі стандартними ЛЗП все досить просто, то, провівши аналіз представлених на українському ринку світлодіодних ламп потужністю, наприклад, 6 Вт, ми побачимо, що величина їхнього світлового потоку знаходиться в діапазоні від 450 до 700 люменів. Тобто, їх енергоефективність коливається від 75 до 117 лм/Вт, і може відрізнятися навіть в рамках однієї й тієї ж серії у конкретного виробника. Ефективність LED-ламп залежить, перш за все, від типу, якості та характеристик використаних при їх створенні світлодіодів, а також технічних рішень, вжитих виробником. Найбільш якісні зразки світлодіодних ламп традиційного типу, що продаються на українському ринку, мають енергоефективність до 120 Лм/Вт, а лампи на основі філаментної нитки  – до 150 Лм/Вт.

Що таке освітленість

Володіючи інформацією про величину світлового потоку певної лампи та розміри освітлюваного приміщення, можна розрахувати інший важливий показник – освітленість.

Освітленість – це світлова величина, що відображає кількість світла, яка потрапляє на визначену ділянку площі. У міжнародній системі (СІ) одиницею вимірювання освітленості служить люкс (лк), при цьому один люкс дорівнює одному люмену на квадратний метр. Чим більший світловий потік потрапляє на освітлювану поверхню, тим вище рівень її освітленості.

Людське око нездатне визначити конкретне значення рівня освітленості без допоміжних засобів, тому, якщо потрібно отримати точну інформацію, використовують спеціальний прилад – люксметр.

Наскільки яскраво слід освітлювати приміщення

Основним критерієм правильної організації освітлення в будь-якій кімнаті є, перш за все, зручність і комфорт людей, котрі нею користуються. Проте, існують офіційні норми, що визначають оптимальний рівень освітленості кімнати, в залежності від її призначення.

Тип приміщення	Норма освітленості (лк)
Житлові кімнати, вітальні, спальні, житлові кімнати гуртожитків	150
Кухні, кухні-їдальні (робочі поверхні)	150
Дитячі	200
Кабінети, бібліотеки (робочі поверхні)	300
Внутрішньоквартирні коридори, холи, ванні кімнати, вбиральні, санвузли, душові	50
Комори та підсобні приміщення	30
Гардеробні	75
Сауни, роздягальні	100
Тренажерні зали	150
Більярдні (поверхня столу)	300

Норми освітленості житлових приміщень згідно з ДБН В.2.5-28:2018

Розрахунок рівня освітленості

Професійні розрахунки рівня освітленості приміщень – складне завдання. Існують спеціальні методи, а також комп'ютерні програми (наприклад, Dialux), що дозволяють архітекторам і світлодизайнерам проектувати та виконувати розрахунки освітлення.

Компанія MAXUS пропонує всім клієнтам, які здійснюють покупку в фірмовому інтернет-магазині, можливість замовити безкоштовну послугу професійного розрахунку освітлення. Якщо потрібно освітити магазин, салон, кафе чи інші приміщення, що пред'являють високі вимоги до якості освітлення, варто заздалегідь звернутися до фахівців і зробити необхідні розрахунки. Це дозволить уникнути неприємних несподіванок після завершення ремонту.

Для вирішення побутових завдань, наприклад, вибору відповідних для домашньої люстри світлодіодних ламп, приблизний розрахунок можна виконати самостійно.

Зробити це можна таким чином: щоб отримати приблизне значення необхідного світлового потоку (для стандартної квартири чи будинку з висотою стелі до 2,7 м) потрібно нормативний показник освітленості (взятий з таблиці вище) помножити на площу приміщення (м2).

Слід зауважити, що в реальних умовах далеко не все світло, що випромінюється, досягає освітлюваних поверхонь: частина світла «поглинається» стінами, меблями та підлогою, тому отримане значення потрібно додатково розділити на усереднений поправочний коефіцієнт – 0,9 для світлих приміщень і 0,6 для кімнат, оформлених у темній колірній гамі.

Розглянемо конкретний приклад:

Потрібно забезпечити освітлення в невеликій вітальні, площа якої становить 12 квадратних метрів, а стіни та меблі – світлі. З таблиці з'ясовуємо рекомендовану норму освітленості для віталень – 150 люксів, множимо її на 12 і ділимо на 0,9. Отримуємо 2000 люменів. Це й є мінімально необхідний світловий потік, який повинні давати джерела основного освітлення.

Якби в даній вітальні були темні стіни та меблі, то кількість люменів, необхідна для забезпечення загального освітлення в ній, була б істотно більшою.

Що таке температура світла й як вона впливає на сприйняття освітленості

Одиницею вимірювання колірної температури світла є Кельвін (К), при цьому, чим вище значення показника – тим більше «холодним» сприймається світло. Так температура світла полум'я свічки становить близько 1800 К, а звичайної 100-ватної лампи розжарювання – 2800 К. Найчастіше виробники світлодіодних ламп випускають свою продукцію з температурою світла 3000 К (тепле світло, що розслаблює) чи 4100 К (нейтральне, наближене до денного сонячного).

Вибираючи світлодіодну лампу, враховуйте, що лампа, яка випромінює теплий відтінок світла візуально світить слабкіше, ніж лампа з таким же світловим потоком, але більш холодного відтінку. Тому, якщо бажаєте освітлити кімнату «теплим» світлом, варто підібрати більш потужні лампочки.

Підведемо підсумки

1. При виборі світлодіодного джерела світла звертайте особливу увагу на величину світлового потоку, що вимірюється в люменах. Чим вище це значення, тим більше світла буде виробляти лампа.
2. Ще один важливий параметр – енергоефективність, він демонструє рівень економічності освітлювального приладу. Середній рівень енергоефективності світлодіодних лампочок – 80-85 лм/Вт, в той же час найбільш якісні моделі на основі філаментної нитки здатні віддати до 150 люменів за кожен ват споживаної енергії.
3. Рівень освітленості – величина, що показує відношення світлового потоку до освітлюваної площі. Існують спеціальні норми, що визначають оптимальний рівень освітленості для просторів різного типу. Знаючи ці норми та площу кімнати можна зробити приблизний розрахунок потрібного для її освітлення світлового потоку. Якщо потрібно виконати точний розрахунок освітлення, варто звернутися до професіоналів.
4. Кельвін – одиниця виміру колірної температури світла, чим вище це значення, тим «холодніше» виглядає світло. Освітлення теплого відтінку для людського ока здається менш яскравим, ніж холодного.

Ми сподіваємося, що ця стаття допомогла вам краще розібратися в особливостях організації світлодіодного освітлення. Якщо у вас залишилися питання, ви можете задати їх у коментарях до цієї статті або зателефонувати нашим фахівцям.