Yksityiskohtainen kuvaus LED-lamppujen valovirrasta
Tilojen valaistusjärjestelmiä suunniteltaessa on noudatettava tiettyjä arvoja laskentamenettelyjen yhtenäistämiseksi. Tavallisilta kuluttajilta vaaditaan samoja yleisarvoja, jotta he voivat navigoida erityyppisissä valonlähteissä. Hehkulamppujen kohdalla tämä arvo oli pitkään yksi watti kulutettua sähkötehoa. Mutta nämä laitteet ovat poistumassa lavalta, joten jotain muuta on löydettävä.
Mikä on valovirta
Itse asiassa valaistuksen laskemiseen suunnittelijat käyttivät aiemmin toista arvoa - candelaa (kynttilää), jolla on myös suora vastaavuus hehkulampun kuluttamiin watteihin. Viime vuosisadan toisen puoliskon alun teknisessä kirjallisuudessa voi kohdata ilmaisuja "tuhatkynttilänlamppu" jne. Luminanssi kandelassa viittaa tiettyyn suuntaan säteilevän valon tehoon watteina. Visuaalisena yhdistelmänä tällaisen kirkkauden tarjoaa tavallinen palava parafiini- tai steariinikynttilä. Siitä syystä nimi.Tämä lähestymistapa tarjoaa visuaalisen esityksen kirkkaudesta palavien kynttilöiden lukumääränä.
Tärkeä! Candelan laskemiseen käytetyt watit eivät liity sähkötehoon - valonlähde ei välttämättä ole sähköinen (sama kynttilä).
Valovirran käsitteelle on määritelmä - säteilyenergian voima, joka arvioidaan valoaistin perusteella. Tai aikayksikköä kohti säteilevien fotonien lukumäärä. Matemaattisesti se näyttää tältä: jos pistelähde, jonka voima on 1 kandela, säteilee vuon avaruuskulmaan, joka on yhtä suuri kuin yksi steradiaani, niin se luo valovirran 1 lumenin (lm).
Steradiaanin käsite kaipaa selvennystä. Esittääksesi 1 sr:n avaruuskulman, sinun on otettava kartio, jonka kärki on säde R:n pallon keskellä ja joka leikkaa pallon pinnalta alueen, joka on yhtä suuri kuin R2 . Tällaisen kartion avautumiskulma on noin 65 astetta.
Jos 1 kandelan pistevalolähde, joka säteilee tasaisesti kaikkiin suuntiin, sijoitetaan palloon, jonka säde on 1 m, niin sen sisäpinnalle syntyy 1 luxin (lx) suuruinen valaistus. Tätä arvoa käytetään valaistusnormien asettamiseen. Joten eri tiloissa SNiP:n mukaan seuraavat ehdot on täytettävä:
- yläkoulujen luokkahuoneet - 500 luksia;
- yliopistojen yleisö - 400 luksia;
- kuntosalit - 200 lx.
Valaistusstandardit on asetettu myös muille huoneille.
Jos 1 lm:n valovirta osuu 1 neliömetriin. pintaan, se luo 1 luksin valaistuksen. Siten lumenin ja luxin välinen suhde: 1 lux = 1 lm/m². Esimerkiksi riittävän valaistuksen aikaansaamiseksi auditoriossa, jonka pinta-ala on 100 neliömetriä, tarvitaan 40 000 lumenin valovirta.On myös otettava huomioon, että valaistus pienenee suhteessa valonlähteen etäisyyden neliöön, joten Lampun jousituksen korkeus on tärkeä.
Toimintaperiaate
Kaikkien näiden määrien käyttömukavuuden ymmärtämiseksi on otettava huomioon LEDin säteilyn suunta ja siihen liittyvät käsitteet.
Valodiodin rakenne on sellainen, että se ei lähetä valoa tasaisesti kaikkiin suuntiin - substraatin peittää alapuolisko, ja linssin rakenne on sellainen, että se ei tuota tasaista säteilyä ylemmällä pallonpuoliskolla. Tämän seurauksena päävalovirta keskittyy yläsuuntaan ja heikkenee kohti valokartion reunaa. Tietyssä katselukulmassa hehkun intensiteetti pienenee puoleen, ja kun vielä suurempi kulma saavutetaan, valo muuttuu näkymätön. Ensimmäistä kulmaa (bac) kutsutaan puolikirkkauskulmaksi ja toista (fah) kutsutaan täyden kirkkauskulmaksi.
Samat kohdat pätevät loisteaineella varustettuun LEDiin. Siellä säteilykulmaa rajoittavat substraatti ja p-n-liitoksen aloittavan säteilyn suurimman aktiivisuuden kulma. On ymmärrettävä, että näitä kulmia on mahdotonta määrittää tarkasti silmällä - tarvitaan erityisiä laitteita. Mutta voit verrata visuaalisesti kahta LEDiä - jolla on suurempi avautumiskulma.
LED-lamppujen valoteho
LED-lamppujen valoteho ei riipu kiteen kuumennusasteesta. Lähes kaikki valkoiset valaisimet on valmistettu LED-pohjaisista loisteaineista, joten valontuotto riippuu tämän loisteaineen laadusta, tekniikasta, jolla se on valmistettu. Tärkeää on myös alkukiteen valoemissio ja tämän säteilyn kyky saada loisteaine hehkumaan spektrin näkyvällä alueella.
Ulkovalaistuksen valovirran voimakkuus
Ulkovalaistuksen laskemiseksi on lähdettävä vähimmäisvalaistusstandardeista, jotka löytyvät myös asiaankuuluvasta SNiP:stä (SP). Joten leikkikentillä vähimmäisvalaistus ei saa olla alle 10 luksia.
Standardit antavat valaistuksen vähimmäisarvot, laskelmissa niitä voidaan lisätä.
Saadaksesi halutun määrän valaisimia (N) tarvittavan valaistuksen saamiseksi, sinun on asetettava alkutiedot:
- minimivalaistus (E), lx;
- alueen pinta-ala (S), neliömetriä;
- valaistuksen epätasaisuuskerroin (z), LED-lampuille se on 1,2;
- kerroin, joka ottaa huomioon valovirran heikkenemisen lampun käyttöiän loppuun mennessä (k), LED-laitteille se on 1,2;
- yhden lampun valovirta (F), lm;
- lähellä olevien kohteiden heijastuskerroin (n), asfaltilla se voidaan ottaa 0,3:ksi.
Nämä suuret yhdistetään kaavalla N=E*S*z*k/(F*n).
Vaaditaan valaistamaan leikkipaikka, jonka pinta-ala on 150 neliömetriä. Kun läsnä on lamppuja, jotka lähettävät 1500 lm:n valovirran. Korvaamalla arvot kaavaan, saamme N=10*150*1,2*1,2/(1500*0,3). Saat 4,8 tai 5 lamppua. Tämä on vähimmäismäärä, itse asiassa voit asentaa enemmän.
Voit määrittää itsesi ei käytettävissä olevien lamppujen valovirran perusteella, vaan alueelle asennettavien lamppujen lukumäärän mukaan. Tässä tapauksessa on tarpeen laskea kunkin lampun valovirta. Laskentakaava saa muodon F=E*S*k*z/(N*n). Jos lopputulos ei kuulu standardisarjaan lampun ominaisuudet, se on pyöristettävä ylöspäin.
Lumenien ja wattien välinen suhde
Kuluttajat ympäri maailmaa ovat tottuneet yhdistämään valaistuksen kirkkauden kulutettuun sähkötehoon hehkulamppujen vuosikymmenten aikana. Näille vanhentuneille laitteille tämä oli järkevää - teknologian kehitys tähän suuntaan on jo pitkään saavuttanut umpikujan. Valaistuksen tehon ja voimakkuuden suhde on vakiintunut ja muodostunut tapaksi.
LED-valaistukseen watteina ilmaistun tehonkulutuksen ja lumeneina ilmaistun valovirran välillä ei ole suoraa yhteyttä. Tarkemmin sanottuna on, mutta vain tällä hetkellä. Tekniikat eivät pysy paikallaan, kiteiden tuotantoa parannetaan, kehitetään uusia loisteaineita, joilla on lisääntynyt valoteho. Nykyajan huomisen suhdeluvut ovat toivottoman vanhentuneita.
Kevyt kirkkauspöytä
Tällä hetkellä vastaavuus nykyaikaisten LED-lamppujen valovirran ja niiden kuluttaman tehon välillä näyttää tältä:
| Valovirta, lm | 250 | 400 | 650 | 1300 | 2100 |
| LED-lampun virrankulutus, W | 2-3 | 5-7 | 8-9 | 14-15 | 22-27 |
| Hehkulampun teho, W | 25 | 40 | 60 | 100 | 150 |
Taulukossa näkyvät likimääräiset pyöristetyt arvot, koska markkinoilla olevat lamput on valmistettu useiden vuosien ajan eri valmistajien toimesta eri tekniikoilla. "Silmällä" havaitsemiseksi tämä leviäminen ei ole käytännössä havaittavissa.
Lopuksi video: wattien, lumenien ja kelvinien välinen ero ja suhde.
Kun ymmärrät selkeästi valosäteilyn ominaisuuksien välisen suhteen, voit laskea itsenäisesti huoneen tai alueen valaistuksen. Tätä varten sinun on tiedettävä valaistusnormit ja LED-lamppujen tekniset ominaisuudet.