Как определить освещенность лм светодиодного светильника


Расчет освещения светодиодными светильниками

Размещая по комнатам осветительные приборы, надо помнить о таком понятии, как расчет освещенности. От этого зависит равномерное освещение всего помещения, наиболее благоприятно воспринимаемое глазом. Хаотичная и непродуманная установка приборов освещения приведет к появлению слишком ярких или темных зон, негативно влияющих на зрение. Сделать самостоятельно точные расчеты сложно, так как надо учитывать много факторов, начиная от характеристик светильников и заканчивая отражаемыми поверхностями разных предметов комнаты. Мы же давайте научимся делать простейший расчет светодиодного освещения для своего дома.

Для чего нужен расчет?

Прежде всего, расчет нужен для оптимального освещения всей площади помещения, чтобы создать комфортные условия проживания. Избыток или недостаток света увеличивает напряжение зрения. Такой дискомфорт отражается даже на психическом состоянии человека, делая его раздражительным.

Эталоном освещения для человеческих глаз является естественный дневной свет в солнечную погоду. Правильный расчет должен приблизить искусственный свет, излучаемый лампами, к естественному освещению. Документация СНиП отражает нормы освещенности для определенной комнаты. Настало время с ними познакомиться и попробовать сделать самостоятельный расчет количества светодиодных приборов освещения.

Подразделение светодиодного освещения на виды

Прежде чем перейти к ознакомлению с нормами и выполнению расчета, надо разобраться с видами освещения. От этого будут зависеть предъявляемые требования.

Освещение подразделяется на 3 вида:

  1. Акцентированное освещение используется дизайнерами для оформления интерьера помещения. С помощью разных световых оттенков и визуальных эффектов в комнате получается создать желаемую атмосферу. Для такого освещения чаще всего используют экономные источники света, например, светодиодные ленты и небольшие светильники. К акцентированному освещению особых требований не предъявляют.
  2. Местное освещение направлено на подачу определенного количества света в рабочую зону. Это может быть какой-либо стол, место на кухне, станок на предприятии и т. д. Местным освещением дизайнеры разделяют большую комнату на зоны.
  3. Общее освещение предназначено для подачи определенного количества света внутри помещения.

Разобравшись с видами освещения, пришло время ознакомиться с самими нормами.

Нормы освещенности определенных комнат

Подойдя вплотную к понятию освещенности помещения, настало время забыть о ватах с вольтами и остановиться на люксах (Лк). Именно в этих значениях происходят данные измерения. Если по всей квартире свет будет одинаковым, например, рассеянным или ярким, это вызовет дискомфорт и усталость зрения.

Существующие правила СНиП имеют нормы освещенности, измеряемые в тех же люксах, для каждой комнаты. Для удобства эти данные отражены в таблице.

Каждое значение соответствует величине светового потока, направленного на 1 м2 площади помещения. Однако надо учесть еще высоту потолков. Данные таблицы отражают значения для комнат с высотой потолка от 2,5 до 3 м. Дело в том, что чем ближе расположение светодиодных ламп к освещаемой поверхности, тем эффективнее полезный поток света. Так, с поднятием потолка выше нормы, значения люксов в таблице надо увеличить в 1,5–1,7 раза.

Пример простого расчета

Итак, немного разобравшись с понятиями и имея под рукой таблицу, попробуем самостоятельно сделать простейший расчет освещенности квартиры светодиодными лампами. Каждый светодиодный источник света на упаковке или в паспорте содержит показатель величины светового потока. Чтобы рассчитать показатель освещения определенного помещения, надо умножить квадратуру комнаты на значение из таблицы и все это разделить на световой поток led источника света, измеряемого люменами.

Давайте сделаем расчет, например, детской комнаты. Согласно таблице, показатель для такого помещения равен 200 Лк/1 м2. Пусть общая площадь детской равна 12 м2, а в качестве источников света используются led лампы со значением 400 люмен. Выполняем простое математическое действие: (12х200)/400 = 6. Полученный результат означает, что для этой детской комнаты необходимо 6 светодиодных лампочек со световым потоком 400 люмен.

Обычно led лампочки мощностью 11 Вт обладают световым потоком – 800 люмен. Узнать количество таких источников света можно теми же математическими действиями: (12х200)/800 = 3 лампочки.

Часто при вычислении нужного количества ламп результат получается дробным. Данное значение надо округлить, а в какую сторону – большую или меньшую, пусть решает сам хозяин дома. Все зависит от предпочтения яркости света.

Делаем освещение равномерным

Правильно рассчитать количество источников света – это сделать половину дела. Для комфорта в комнате нужно равномерное общее освещение. Его можно добиться комбинированием различных по конструкции источников света, размещенных по потолку в определенной схеме. Например, по центру повесить люстру, а вокруг нее разместить точечные светильники. Атмосферу можно разрядить декоративной подсветкой.

Как узнать уровень освещенности?

Настало время познакомиться с еще одним понятием, как уровень освещенности. Для определения интенсивности свечения источников света, предназначенных для разных по назначению комнат, существует формула:

Ф = Е*S*Кз

В данном случае Е – значение освещенности 1 м2 помещения, взятое из таблицы. S – это общая площадь комнаты.

А что касается Kз, то это коэффициент запаса. Это значение зависит от величины отражения света разными поверхностями комнаты и высоты монтажа источников света. Профессионалы для точного определения уровня пользуются специальными таблицами, отображающими степень отражения света от каждого предмета, находящегося в комнате. Однако такие расчеты сложны, а для обычного человека надо всего лишь знать, что Kз для жилого помещения равен 1,1. Естественно – это коэффициент запаса для комнат с led источниками света. Для наглядности, уровень освещенности комнаты можно определять по таблице.

Простой расчет точечных светильников

Так как все наши расчеты основаны на простой технологии, то и количество точечных светильников будем определять по ленивому методу. Он, конечно, не даст идеально точных результатов, но для собственной квартиры поможет легко вычислить оптимальное количество источников света.

Итак, для вычисления количества светодиодных светильников надо вернуться к уровню освещения 1 м2 помещения. Если взять классические лампы накаливания, то по общепринятому стандарту на 1 м2 комнаты необходимо 20 Вт мощности данного источника света. Теперь опять же возвращаемся к математике. Допустим, имеется комната площадью 12 м2. Это число надо умножить на 20 Вт. Полученный результат говорит о том, что для комнаты необходима мощность классической лампы – 240 Вт.

Теперь осталось узнать из паспорта эквивалент точечного светильника к традиционной лампе и подобрать их такое количество, чтобы мощность в сумме равнялась эквиваленту 240 Вт.

Расчет светодиодных панелей

Светодиодная панель рассчитывается по другому принципу. Допустим, есть большое помещение площадью 60 м2 с высотой потолка 3 м. Одна светодиодная панель устанавливается на 2,2 м2 помещения. На потолке «Армстронг» такая панель займет 6 клеток. Переходим к математике: 60/2,2 = 27. Значит, для помещения площадью 60 м2 необходимо 27 светодиодных панелей.

Простой расчет энергоэффективности

Этот расчет никак не влияет на освещенность комнаты и ведется лишь из экономических соображений. Другими словами, хозяин подсчитывает энергосбережение своего жилья после замены ламп накаливания светодиодными источниками света.

Чтобы выполнить расчет энергоэффективности, давайте возьмем стандартную квартиру, где раньше висело 20 ламп накаливания мощностью 75 Вт. Допустим, в сутки они светят 3 часа. За 1 месяц этот показатель возрастет до 90 часов. Теперь высчитаем, сколько эти 20 лампочек потребляют электроэнергии за месяц: 75х90х20 = 135 кВт. Умножив этот результат на тариф за электроэнергию, легко узнать сумму расходов за месяц.

Аналогичный расчет делается для светодиодных светильников. Берем такое же количество светодиодных ламп, только в эквиваленте к традиционным их мощность равна 10 Вт. Выполняем математическое вычисление: 10х90х20 = 18 кВт. Умножив результат на тариф электроэнергии, результат виден сразу.

Однако надо учитывать, что стоимость светодиодной лампы намного выше обычной. Но если подсчитать разницу в оплате за электроэнергию и расходы на приобретение ламп, то получится, что каждый месяц будет окупаться 2 led светильника. В квартире используется 20 источников света, значит, они окупятся за 10 месяцев, а далее идет только экономия.

Вот в принципе и все простые расчеты, которые могут понадобиться дома. Если требуются более сложные и точные расходы, здесь лучше обратиться к специалистам.

Какова яркость светодиода в люменах? Все о люменах, силе света…

Насколько яркие светодиодные лампы? Что означает световой поток в люменах? Что означает сила света? Это самые частые вопросы, когда речь идет об оценке яркости светодиодных ламп. Это руководство внесет свет во тьму. После этого у вас будет хорошее понимание многих терминов, связанных с яркостью светодиодов.

Яркость светодиодных фонарей

На первый взгляд оценка яркости светодиодных светильников и источников света может сбить с толку.Для обычных источников света яркость обычно принималась исходя из потребляемой мощности в ваттах. Хотя это физически неверно, для можно было приблизительно представить, насколько ярким является галогенная лампа мощностью 40 Вт или лампа накаливания на 60 Вт.

В случае светодиодных ламп эта упрощенная корреляция больше не работает . Несмотря на все свои преимущества, новая технология стала более сложной. В связи с яркостью здесь используются следующие термины:

  • Люмен
  • Световой поток
  • Кандела
  • Сила света
  • Светоотдача

В следующих разделах вы найдете значение и объяснение отдельных терминов.

Световой поток светодиода в люменах

Световой поток показывает, сколько света излучает источник света. Это относится ко всему видимому свету, излучаемому светодиодной лампой во всех направлениях. Физическая единица светового потока называется люмен и сокращенно лм .

Со старыми источниками света яркость можно было хорошо сравнить по мощности. Это невозможно со светодиодной технологией. Причина этого - разные компоненты в разных светодиодных лампах.Каждый компонент влияет на энергоэффективность лампы. Поэтому два светодиодных светильника с одинаковой мощностью могут иметь разную яркость.

Важно видеть значение светового потока в сочетании с углом луча лампы. Лампа с яркостью 600 люмен и углом луча 15 ° в определенные моменты значительно ярче, чем вторая лампа с 600 люменами, но с углом луча 90 °.

Сколько люмен для какой комнаты?

Если вы хотите полностью изменить дизайн освещения для одной или нескольких комнат, вы можете обратиться к значениям в таблице ниже.Такие помещения, как кухня или другие рабочие зоны, всегда должны быть ярче, чем обычные жилые комнаты.

Рекомендации по световому потоку для разных помещений
Помещение Люмен на кв. М
Жилая площадь 1000 - 1600
Коридор 1000 - 1600
Кухня 2700-3200
Ванная комната 2700-3200
Мастерская 2700-3200

Сколько светового потока на квадратный фут должно производить освещение, зависит от многих факторов.Например, здесь играет роль цвет мебели. Темные цвета мебели, стен и пола пропускают больше света, чем яркое окружение. Насколько ярко вы хотите осветить свои комнаты, зависит еще и от вашего вкуса.

Регулируемое освещение в качестве альтернативы

Если вы не хотите устанавливать постоянную яркость освещения, то светодиодные лампы с регулируемой яркостью - хороший выбор. Они особенно популярны в гостиной.

Сколько люмен у старых ламп?

Особенно при переходе от старых ламп накаливания и галогенных ламп на светодиодные вы можете использовать яркость старых ламп в качестве ориентира.Например, старые лампы накаливания имеют следующие значения люмена:

  • Лампа накаливания 40 Вт: 430 люмен
  • Лампа накаливания 60 Вт: 730 люмен
  • Лампа накаливания 100 Вт: 1380 люмен

Можно ли добавить значения люмен?

В больших помещениях имеет смысл использовать несколько светодиодных ламп или точечных светильников. Это позволяет добиться очень хорошего распределения света. Значения люмен отдельных светодиодных ламп можно просто сложить, чтобы определить общий световой поток для комнаты.

Должен ли быть указан световой поток на упаковке?

Согласно нормативам освещения, в описании продукта в большинстве случаев должна быть указана яркость светового потока (в лм) .

Важен световой поток

Мощность светодиодных ламп не имеет большого значения. Оценивая и сравнивая яркость нескольких ламп, всегда обращайте внимание на величину люмена.

Светоотдача светодиодов

Иногда мы также говорим о светоотдаче лампочки или светильника.Это не относится к потреблению электроэнергии, поэтому термин кажется неточным. Термин «световой поток» используется в разговорной речи и также относится к световому потоку.

Светодиод Сила света

Сила света - это еще один термин, обозначающий яркость, но он связан с телесным углом . Световой поток в люменах можно использовать только для измерения общего света, излучаемого лампой. С другой стороны, сила света может использоваться для обозначения светового потока на угловых единиц .Единица измерения силы света - кандела, сокращенно кд . Иногда его даже дают в милликанделах (мкд).

Таким образом, значение канделы теоретически можно использовать для сравнения яркости светодиодных ламп с разными углами луча. По этой причине сила света указана прежде всего для светодиодных прожекторов направленного света. Но на практике сравнивать значения все еще сложно. Причина этого в том, что сила света уменьшается от центра угла луча к краю.

Фактическое значение канделы в каждом телесном угле может быть представлено только кривой распределения света. Эта диаграмма выглядит очень технической и приводится в технических данных только некоторыми производителями.

Что означает телесный угол?

Телесный угол, к которому относится сила света, описывает общую пропорцию комнаты в пределах этого угла. Менее распространенной единицей телесного угла является стерадиан (ср).

Должна ли быть указана сила света в описании продукта?

В отличие от светового потока указание силы света не обязательно при продаже светодиодных ламп.Специально для сильно направленных светодиодных пятен производители по-прежнему любят указывать значения канделы. Большое количество делает эту информацию очень эффективной в рекламе. Особенно со значениями в милликанделах, например 800 000 мкд, не следует поражаться в прямом смысле этого слова.

Сравнить яркость по силе света?

На практике сложно выбрать светодиодный источник света на основе силы света в канделах. Лучше ориентируйтесь на световой поток в люменах в сочетании с углом луча.

Преобразование светового потока в канделу

Преобразование светового потока (люмен) в силу света (кандела) может быть достигнуто по следующей формуле:

Сила света (кд) = световой поток (лм): телесный угол (ср)

Заключение

Теперь вы знаете разницу между световым потоком в люменах или силой света и силой света в канделах. Кроме того, вы знаете, что мощность светодиодных ламп - это лишь небольшой показатель яркости.Используя современные светодиодные светильники и источники света, вы можете оценить яркость на основе светового потока в люменах (лм). Для направленных светодиодных пятен всегда учитывайте эту спецификацию в сочетании с углом луча.

.Объяснение

световых измерений | LEDwatcher

Что такое люмен? Как измерить свет? Сколько ватт потребляет светодиодная лампа? Это лишь некоторые из тем о свете, затронутых в этой статье. Мы попытались объяснить основы света и то, как измеряются различные аспекты света, на реальных примерах, выделив наиболее важные формулы, используя информационные изображения, графики и таблицы, а также сделали несколько калькуляторов для упрощения вычислений. Надеюсь, вы найдете эту статью полезной, и если у вас есть какие-либо комментарии, предложения или дополнения, не стесняйтесь использовать форму комментариев под статьей.

Вот содержание со ссылками на темы, затронутые в этой статье, для упрощения навигации:

  1. ЛЮМЫ И КАНДЕЛИ (световой поток, сила света)
  2. ОСВЕЩЕНИЕ, ОСВЕЩЕНИЕ, ЛЮКС И НОЖНЫЕ СВЕЧИ
  3. КАК ИЗМЕРИТЬ ОСВЕЩЕНИЕ?
    1. Световые метры
    2. Приложения для экспонометра
  4. ЛЮМОВ И ВОДЫ
    1. Калькулятор световой отдачи
    2. Люмен в ватт калькулятор
    3. Калькулятор ватт в люмен
    4. Люмен диаграмма

ЛЮМЫ И КАНДЕЛИ

Что такое просвет?

Световой поток или сила света измеряет общее количество света, излучаемого источником света за период времени.Проще говоря, световой поток показывает, сколько света излучает лампа во всех направлениях в секунду, световой поток выражается в единицах, называемых люмен, (лм) . Световой поток измеряет только свет, излучаемый человеческим глазом в видимых длинах волн в диапазоне примерно 400-750 нм.

Световой поток - Люмен (лм) - единица измерения светового потока или силы света. Один люмен равен количеству света, излучаемого источником света (излучающим равное количество света во всех направлениях) через телесный угол в один стерадиан с интенсивностью 1 кандела.

Световой поток (в люменах) обычно указывается на упаковке лампочки (или его можно найти в специальных каталогах лампочек) и используется в качестве объективного измерения светоотдачи источника света для лучшего сравнить разные типы лампочек. Однако, поскольку люмен измеряется на определенном расстоянии во всех направлениях от источника света, это не лучшее измерение, чтобы описать, насколько ярким будет свет в определенной области. Для описания этого используется термин «освещенность» и единицы измерения, называемые люкс или фут-свеча.

Сила света (кандела)

Сила света - это сила света или количество видимого света, излучаемого источником света в заданном направлении на единицу телесного угла. Сила света измеряется в канделах (кд) , которая является базовой единицей СИ. По сути, он измеряет количество видимого света, излучаемого под одним определенным углом от источника света, что является полезным измерением при сравнении устройств, производящих сфокусированный луч света, таких как прожекторы, фонарики и лазерные указки.

Определение канделы - кандела (кд) - единица измерения силы света в СИ. Кандела заменил старую единицу, которая использовалась для выражения силы света - силы свечи. Одна обычная свеча излучает приблизительно 1 канделу силы света, поэтому канделу в прежние времена называли свечой.

Поскольку свеча не была самым точным источником света для измерения силы света, были определены гораздо более строгие правила и определения для измерения силы света, официальное определение канделы:

Кандела - это сила света в заданном направлении источника, излучающего монохроматическое излучение с частотой 540 x 1012 герц и имеющего силу излучения в этом направлении 1/683 ватт на стерадиан.
Из http://physics.nist.gov/cuu/Units/current.html

Пояснение

Напомним, световой поток измеряет, сколько всего видимого света излучается источником света, единицей светового потока является люмен (лм) . Сила света измеряет, сколько света излучает источник света в одном направлении, единицей силы света является кандела (кд) . Итак, в основном, если вам нужна лампочка, которая излучает свет во всех направлениях (например, потолочный светильник в доме) , посмотрите на люмен при сравнении различных ламп, однако, если вам нужен свет, который может фокусировать максимальное количество яркости в луч меньшего размера, такой как прожектор или фонарик, смотрите на свечки, сравнивая такие огни.Помимо этих двух, освещенность также является важным показателем, измеряющим количество света, падающего на данную поверхность (измеряется в люксах или фут-канделах) , но позже с этим.

Классический пример объяснения люменов и кандел. Представьте, что вы помещаете прозрачную сферу радиусом 1 метр над свечой. Свеча дает силу света в 1 канделу и равномерно излучает свет во всех направлениях. Если вы прорежете в сфере отверстие размером 1 квадратный метр, из этого отверстия будет выходить 1 люмен света.Это дает в виде уравнения:

1лм = 1кд * ср

где:

  • 1 лм = один люмен;
  • 1 кд = одна кандела;
  • sr = стерадиан (квадратный радиан, один квадратный радиан общей сферы можно рассчитать с помощью уравнения A = r², где r - радиус сферы) .

Так в данном случае:

1лм = 1кд * 1

1 люмен = 1 кандела; источник света с силой света 1 кандела дает световой поток 1 люмен в сфере с площадью поверхности 1 квадратный метр.

Мы также можем рассчитать световой поток всей сферы, используя то же уравнение. Для этого сначала нам нужно знать площадь поверхности сферы, ее можно рассчитать по формуле:

4π r² = 4 * 3,14 * 1 = 12,56sr

Итак, если мы возьмем предыдущее уравнение 1 лм = 1 кд * ср и узнаем, что сила света составляет 1 кд , а площадь поверхности сферы составляет 12,57 м² , мы можем вычислить:

1лм = 1кд * 12,57ср
лм = 12,57 ; источник света с интенсивностью 1 кандела излучает световой поток 12,57 люмен в сфере с радиусом 1 метр (или площадью поверхности 12,57 м²).

Это же уравнение можно преобразовать для вычисления кандел:

1 кд = 1 лм / ср

Давайте посмотрим на новый пример, у нас есть лампочка, излучающая 700 люмен света равномерно во всех направлениях, с той же прозрачной сферой с радиусом 1 м над лампой.

Теперь, если мы возьмем преобразованную формулу 1 кд = 1 лм / ср и узнаем, что световой поток равен 700 лм , а площадь поверхности сферы равна 12,57 м² , мы можем вычислить силу света лампы:

1лм / ср = 1кд
700лм / 12,57см / 12,57см ≈ 56 кд

Но если мы хотим вычислить интенсивность света в определенном направлении, скажем, пройдя через один стерадиан , как в первом примере, мы можем использовать ту же формулу:

700лм / 1ср ≈ 700 кд; это подтверждает первое правило: 1 люмен = 1 кандела, когда свет проходит через сферу в 1 стерадиан.

Чтобы еще лучше проиллюстрировать разницу между световым потоком (люмен) и силой света (канделы) , представьте себе лампочку, которая дает 1 канделу или 12,57 люмен, если вы закроете одну сторону лампы, она все равно будет производить такая же сила света в 1 кандела, но вдвое меньше светового потока - 6,28лм. Это связано с тем, что свечки измеряют мощность света, насколько яркий свет будет в определенном направлении, поэтому в этом случае покрытие половины лампы не повлияет на интенсивность света (если она измеряется на непокрытой части лампы. ) .Но поскольку люмены измеряют общее количество видимого света от источника, покрытие половины лампы уменьшит общее количество видимого света вдвое.

Вот почему вам следует сравнивать кандели при покупке точечного светильника или фонарика с концентрированным световым лучом и люмен (или люкс) при покупке внутреннего освещения, такого как потолочные светильники или наружное освещение.

Эти предыдущие вычисления и формулы в основном относились к источнику света, который является изотропным или, другими словами, излучает свет равномерно во всех направлениях.Теперь давайте посмотрим, как рассчитать канделы и люмены в лампочках под определенными углами.

Люмен, кандел, углы обзора

В том же уравнении 1cd = 1lm / sr sr указывает угол обзора (также называемый углом при вершине) , через который излучается свет при вычислении силы света и светового потока. В предыдущих примерах мы рассчитывали люмены и свечи, предполагая, что свет излучается равномерно во всех направлениях (или в одном примере через телесный угол в один стерадиан, где 1 люмен равен 1 канделе) , но обычно мы покупаем осветительные приборы, которые освещают свет в под определенным углом прожекторы освещают под более узким углом, чтобы обеспечить более сфокусированный луч, в то время как прожекторы освещают под более широким углом, чтобы покрыть большую площадь поверхности.

Рассматривая то же уравнение 1кд = 1 лм / ср , мы можем заключить, что, увеличивая силу света (кандел) , мы должны уменьшить угол обзора (стерадианы) , чтобы получить тот же световой поток (люменов). ) .

И наоборот, если мы уменьшим силу света (кандел) , мы должны увеличить угол обзора (стерадианы) , чтобы получить тот же световой поток (люмен) .Таким образом, мы можем сказать, что сила света обратно пропорциональна углу обзора, что означает, что, увеличивая одно значение с той же скоростью, другое будет уменьшаться.

В то же время при расчете светового потока, если мы увеличиваем либо силу света, либо угол обзора, световой поток будет увеличиваться, и наоборот, если мы уменьшим либо силу света, либо угол обзора, световой поток также уменьшится. .

Итак, как мы можем определить этот угол при вершине светового луча?
В основном, угол при вершине - это угол между осью источника света, который дает наибольшую силу света, и осью, где сила света уменьшается до 50%.Формула для вычисления телесного угла (Ом) в стерадианах (ср) :

Ом = 2π (1 − cos (α / 2))

где α - угол при вершине, измеренный в градусах.

Так, например, если вы хотите вычислить телесный угол (Ω) в стерадианах (sr) , чтобы вычислить люмены или канделы светового курса, скажем, для светового луча с углом при вершине 40 ° , используя приведенное выше уравнение, получаем:

Ом = 2π (1 − cos (40/2))
Ом ≈ 2 * 3,14 * (1-0,94)
Ом ≈ 6,28 * 0,06
Ом ≈ 0,38sr

Теперь, если мы хотим рассчитать световой поток источника света с интенсивностью 1 кандела и углом обзора 40 ° , мы можем вставить ранее рассчитанный телесный угол Ом ≈ 0,38sr в основное уравнение. :

1 лм = 1 кд * ср
лм = 1 * 0,38
лм ≈ 0,38

Полное уравнение для расчета светового потока (люмен) источника света, если нам известна сила света (кандел) и угол при вершине (стерадианы) :

Φ = I2π (1 − cos (α / 2))

люмен = канделы * 2π * (1-cos (угол при вершине / 2))

  • Φ - световой поток (лм)
  • I - сила света (кд)
  • π - постоянная (≈3,14)
  • α - угол при вершине (°)

Для расчета силы света (кандел) , если известны световой поток (люмен) и угол при вершине (стерадианы) , используйте это уравнение:

I = Φ / (2π * (1 − cos½ * α))

кандел = люмен / (2π * (1-cos½ * угол при вершине))

Теперь давайте проверим это уравнение на более практическом примере.Допустим, у нас есть лампа, которая дает силу света 3cd при угле при вершине 40 ° , и мы хотим рассчитать люмен для этой лампы. Мы можем использовать предыдущее уравнение:

Φ = I2π (1 − cos (α / 2))
лм = 3cd * 2 * π * (1-cos (40 ° / 2))
лм = 18,84 * 0,06
лм ≈ 1, 13 (осветительный прибор с силой света 3 кд при угле при вершине 40 ° будет производить световой поток около 1,13 люмен)

Если мы увеличим угол обзора с 40 ° до 70 ° и оставим силу света на уровне 3 кд , общий световой поток должен увеличиться:

лм = 3cd * 2 * π * (1-cos (70 ° / 2))
лм ≈ 3,39

Это правда, что если мы увеличим угол наклона лампы, сохраняя при этом силу света той же самой, световой поток также увеличится.

Мы также можем проверить это наоборот, оставив угол при вершине 70 ° , но уменьшив интенсивность света наполовину, с 3 кд до 1,5 кд . Теперь лампа должна давать меньше люмен:

лм = 1,5 кд * 2 * π * (1-cos (70 ° / 2))
лм ≈ 1,69

Так оно и есть, 3,39 лм> 1,69 лм.

Сводка люменов и кандел

Итак, световой поток измеряет общее количество видимого света, излучаемого во всех направлениях, единицей светового потока является люмен (лм) .Сила света измеряет количество видимого света, излучаемого источником света в заданном направлении под телесным углом, единицей силы света является кандела (кд) . Уравнение для расчета люменов, когда известны канделы и телесный угол источника света: 1 лм = 1 кд * ср .

Канделы в основном используются для описания яркости осветительных приборов, которые производят сфокусированный луч света под более узким углом в одном направлении, например, лазерная указка, фонарик и прожектор.Люмены используются для сравнения лампочек или осветительных приборов, которые освещают под широким углом и должны производить свет одинаково во всех направлениях, например потолочные светильники и некоторые типы пищевых светильников. Как правило, чем шире угол луча света, тем ниже его интенсивность, а чем уже угол луча, тем выше интенсивность света.

ОСВЕЩЕНИЕ, ОСВЕЩЕНИЕ, ЛЮКС, НАПОЛЬНАЯ СВЕЧА

Освещенность

Освещенность - это количество света или светового потока, падающего на поверхность.Освещенность измеряется в люксах (люмен на квадратный метр) или фут-канделах (люмен на квадратный фут) с использованием американских и британских метрик. Освещенность не зависит от типа поверхности, на которую она освещает, и зависит только от количества света, падающего на эту поверхность, поэтому она будет одинаковой при освещении на стене, земле, полу, дереве или любом другом объекте. Освещенность (в отличие от люменов и других показателей освещения) можно легко измерить с помощью простого устройства, называемого люксметром, или даже с помощью смартфона, на котором установлено специальное приложение.

Люкс

Определение люкса - люкс (лк) - это единица измерения освещенности, люкс измеряет световой поток на единицу площади или количество света, падающего на заданную поверхность. По сути, люкс определяет, насколько яркой будет освещенная поверхность. Один люкс равен одному люмену на квадратный метр площади поверхности:

1лк = 1лм / м²

или

1 люкс = 1 кд * ср / м²

, потому что 1 лм = 1 кд * ср

В приведенных выше формулах м² представляет собой целевую площадь поверхности, на которую падает свет.

Ножная свеча

В британских и американских системах измерения вместо люкс используется термин фут-свеча (fc) . Фут-свеча также измеряет количество света, падающего на поверхность, но вместо люмен на квадратный метр, используемых для измерения люкс, люмен на квадратный фут используются для измерения фут-свеча. Одна фут-свеча составляет прибл. 10,764 люкс. Фут-свечи рассчитываются по формуле:

1fc = 1 лм / фут²

Пояснение

Освещенность можно легко рассчитать, если известны световой поток (люмен), , выходная мощность источника света, и площадь освещаемой поверхности.Например, сконцентрированный луч света со световым потоком 400 люмен будет освещать большую площадь площадью 1 квадратный метр с освещенностью 400 люкс:

лк = 400 лм / 1 м²
лк = 400

Однако, если мы увеличим площадь поверхности, на которую падает свет в два раза, с 1 квадратного метра до 2 квадратных метра и оставим световой поток на уровне 400 люмен , освещенность на этой площади уменьшится в два раза :

лк = 400 лм / 2 м²
лк = 200

Это означает, что чем дальше расстояние от освещаемой поверхности или больше угол освещения, тем ниже будет освещенность света, падающего на поверхность.

Освещенность полезна при выборе подходящих лампочек или осветительных приборов для определенных областей, таких как спальня, гостиная, офис, магазин, театры, сцены и тому подобное. Люкс также является важным показателем при выборе освещения для выращивания растений в помещении.

Яркость

Яркость - это сила света, которая отражается или излучается от объекта на единицу площади в определенном направлении. Яркость зависит от того, сколько света попадает на объект и от отражения света от этой поверхности.Единица измерения яркости - кандела на квадратный метр - кд / м² .

По сути, яркость используется для расчета того, сколько световой мощности будет излучаться от данной поверхности под определенным углом обзора и обнаруживаться человеческим глазом, или, другими словами, насколько яркой будет данная поверхность для человеческого глаза. Яркость - это фактически единственная световая форма, которую мы можем видеть. Яркость используется, например, при оформлении дорожных знаков и дорожного освещения.

КАК ИЗМЕРИТЬ СВЕТ?

Измерение люменов

Многие думают, что люмены для лампочки или осветительного прибора можно легко измерить с помощью дешевого люксметра или даже мобильного приложения, но на самом деле для этого требуется специальное устройство, называемое интегрирующей сферой , подключенное к спектрометру и компьютеру, где установлено специальное программное обеспечение. должен быть установлен, который может отображать несколько показателей, таких как световой поток или люмен, световая отдача, распределение светового спектра, цветовая температура и другие характеристики освещения.На самом деле люменметр - это не маленькое портативное устройство, которое вы можете приобрести за пару долларов, а больше похоже на лабораторию для измерения люменов и других показателей лампочек.

Вот видео от Diode Dynamics, показывающее интегрирующую сферу, используемую для измерения люменов.

Световые метры

Существуют также другие типы измерителей для измерения различных световых метрик:

  • люксметр для измерения освещенности (люкс или фут-свечи) ;
  • измеритель силы света для измерения силы света кандел ;
  • измеритель яркости для измерения яркости.

Люксметры - самые распространенные из них, которые используются для измерения освещенности или количества света, падающего на поверхность. Люксметр используется для измерения количества света при фото- и видеосъемке в отдельных домах и многих общественных местах, таких как офисы, магазины, библиотеки, музеи и другие места, чтобы определить, имеет ли место достаточный уровень яркости для безопасности. условия труда сотрудников (в офисах) или просто в целях дизайна (в художественных галереях), а также для определения видимости на открытых площадках, например, при выборе подходящего уличного освещения.

Люксметр

часто называют просто люксметром из-за его популярности по сравнению с другими устройствами для измерения освещенности. На рынке доступен широкий ассортимент люксметров, в зависимости от их цены, функциональности и точности, от пары долларов до нескольких сотен долларов за более продвинутые счетчики. Есть даже множество приложений для измерения освещенности (бесплатные и платные) , доступных на устройствах iOS и Android, которые могут измерять освещенность, и некоторые из этих приложений на самом деле довольно хороши для основных задач измерения освещенности.

Приложения для экспонометра

Вот несколько самых популярных приложений для экспонометров для устройств iOS или Android, которые вы можете протестировать самостоятельно.

Приложения для экспонометра iOS:

  1. Карманный светильник (от Nuwaste studios) ;
  2. myLightMeter Free (Дэвид Квилс).

Приложения для экспонометра Android:

  1. LightMeter Free (Дэвид Квилс) ;
  2. люксметр (Borce Trajkovski) ;
  3. измеритель освещенности beeCam (по FM.Bee Corp.).

ЛЮМЫ И ВОДНОСТЬ

Измерение, которое описывает соотношение между люменами и ваттами, составляет световой отдачи . Световая отдача - это соотношение между световым потоком и электрической мощностью источника света, она измеряет, насколько эффективен источник света при преобразовании электрической энергии в видимый свет. Единица световой отдачи - лм / Вт (люмен на ватт) .

Калькулятор световой отдачи

Световую отдачу можно легко рассчитать по формуле:

Световая отдача (лм / Вт) = световой поток (лм) / мощность (Вт)

Так, например, световая отдача лампы 10 Вт , производящей 600 люмен , будет 60 лм / Вт :

600 лм / 10 Вт = 60 лм / Вт


Калькулятор преобразования

люмен в ватт

Мы также можем преобразовать это уравнение для расчета мощности лампочки, если мы знаем световой поток (люмен) и световую отдачу этой лампы.Возьмем тот же пример, если мы знаем, что лампочка дает 600 люмен с эффективностью 60 лм / Вт , используя уравнение:

мощность = люмен / люмен на ватт-час

600 лм / 60 лм / Вт = 10 Вт

мы можем вычислить, что лампочка потребляет 10 ватт электроэнергии, чтобы произвести 600 люмен света.


Калькулятор преобразования

Вт в люмены

Аналогичным образом мы можем рассчитать световой поток (люмен) лампочки, если мы знаем мощность ватт и световую отдачу лампы , преобразовав ту же формулу:

люмен = мощность * люмен на ватт-час

10 Вт * 60 лм / Вт = 600 лм


Люмен Сравнение

Количество люмен в ватте зависит от типа лампы, используемой в осветительном приборе.В среднем старые вольфрамовые лампы накаливания дают световой поток 15 люмен на ватт, а эффективные светодиодные лампы - около 75 люмен на ватт.

Среднее преобразование люмен в ватт для светодиодных, CFL, галогенных ламп и ламп накаливания:

  • LED КПД лампы накаливания ≈ 75 люмен на ватт (лм / Вт) ;
  • CFL КПД лампы накаливания ≈ 65 люмен на ватт (лм / Вт) ;
  • Галогенная лампа Эффективность лампы ≈ 20 люмен на ватт (лм / Вт) ;
  • Лампа накаливания Эффективность лампы накаливания ≈ 15 люмен на ватт (лм / Вт) .

Люмен диаграмма

Здесь мы составили сравнительную таблицу светового потока для светодиодных, CFL, галогенных ламп и ламп накаливания (с использованием среднего значения люмен на ватт для каждого типа лампы) .

.

КОНСТРУКЦИЯ ОСВЕЩЕНИЯ ЛЮМЕННЫМ СПОСОБОМ (С ПРИМЕРАМИ):

ВАЖНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ В КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ:

Ниже приведены некоторые определения, с которыми мы сталкиваемся при проектировании схемы электрического освещения.

1) ФАКТОР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ:

Коэффициент использования или коэффициент использования. Его можно определить как «отношение общего количества люмен, полученного на рабочей плоскости, к общему количеству люменов, испускаемых источником света».т.е.

Коэффициент использования = Люмен, получаемый в рабочей плоскости / Люмен, излучаемый лампой

ФАКТОР, ВЛИЯЮЩИЙ НА ПРИМЕНЕНИЕ:

Тип света, осветительная арматура, Цвет поверхности стен и потолка, монтажная высота светильников, Освещаемая площадь

Его значение составляет от 0,4 до 0,6 для прямого подключения, оно варьируется от 0,1 до 0,35 для косвенного подключения

2) Коэффициент амортизации или обслуживания

Его можно определить как «отношение освещенности в нормальных рабочих условиях к освещенности, когда все чистое или новое» i.е.

D.F = Освещение при нормальных рабочих условиях / Освещение, когда все чисто.

Коэффициент обслуживания зависит от того, как часто лампы чистятся и заменяются. Он учитывает такие факторы, как снижение эффективности с возрастом, накопление пыли внутри самого светильника и снижение отражательной способности по мере старения стен и потолков. Для удобства обычно дается три варианта:

Хорошо = 0,70

Средний = 0.65

Плохо = 0,55

3) КОЭФФИЦИЕНТ ОТХОДОВ СВЕТА:

Когда поверхность освещается несколькими лампами, возникает определенное количество потерь из-за перекрытия световых волн. Его значение будет от 1,2 до 1,5

4) КОЭФФИЦИЕНТ ОТРАЖЕНИЯ:

Его можно определить как «отношение светового потока, покидающего поверхность, к световому потоку, падающему на нее». Его значение всегда будет меньше 1

.

5) КОЭФФИЦИЕНТ ПОГЛОЩЕНИЯ:

Когда атмосфера наполнена снегом или дымом, она поглощает немного света.Следовательно, коэффициент поглощения может быть определен как «отношение чистых люменов, имеющихся в рабочей плоскости после поглощения, к общему количеству люменов, излучаемых лампой». Его значение варьируется от 0,5 до 1

.

6) СВЕТОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИЛИ УДЕЛЬНЫЙ ВЫХОД

Его можно определить как «отношение количества излучаемых люменов к электрической мощности, потребляемой источником». Единица измерения - люмен / ватт (лм / Вт)

7) ОТНОШЕНИЕ РАССТОЯНИЯ К ВЫСОТЕ УСТАНОВКИ (SHR)

Отношение расстояния к монтажной высоте (SHR) - это расстояние между светильниками, деленное на их высоту над горизонтальной базовой плоскостью .

8) ИНДЕКС КОМНАТЫ:

Индекс комнаты - это соотношение, описывающее, как высота комнаты соотносится с ее длиной и шириной. Выдается:

Где L - длина помещения, W - его ширина, а Hm - высота установки над рабочей плоскостью.

ШАГИ МЕТОДА ОСВЕЩЕНИЯ:

1. Найдите требуемый уровень люкс

2. Выбрать светильник

3.Определить номер комнаты

4. Определите количество приспособлений

N = необходимое количество ламп.

E = требуемый уровень освещенности (люкс)

A = площадь на высоте рабочей плоскости (м2)

F = средний световой поток от каждой лампы (лм)

UF = коэффициент использования,

MF = коэффициент обслуживания,

5. Определите минимальное расстояние между светильниками

Минимальный интервал = SHR * Hm

Hm = монтажная высота

SHR = Отношение пространства к высоте.

6. Определить количество необходимых рядов светильников по ширине помещения

Количество необходимых рядов = ширина помещения / минимальное расстояние

7. Определите количество светильников в каждом ряду

Количество светильников в каждом ряду = Общее количество светильников / Количество рядов

8. Расстояние между осями светильника

Расстояние между осями = Длина помещения / Количество светильников в каждом ряду

9.Поперечное расстояние между светильниками

Поперечный интервал = Ширина помещения / Количество светильников в каждом ряду

ПРИМЕР 1:

Офис длиной 20м, шириной 10м, высотой 3м.

1) Высота от потолка до стола 2м.

2) Площадь, подлежащая общему освещению, составляет 250 люкс с использованием двухлампового светильника CFL мощностью 32 Вт с SHR 1,25.

3) Начальная светоотдача каждой лампы составляет 85 люмен на ватт.

4) Коэффициент обслуживания равен 0.63, коэффициент использования 0,69

Разработать систему освещения для этого офиса

ПРИМЕР 2:

Офис размером 10 * 7 м с высотой от пола до потолка 3 м. Высота рабочей плоскости 0,8м. Офис используется для общих офисных обязанностей, включая использование компьютеров. Определить необходимое количество светильников в этом офисе

ПРИМЕР 3:

ПРИМЕР 4:

.

Люмен - техническое обслуживание светодиодных ламп, световых двигателей и светильников (ЖУРНАЛ)

  • Industry Guide
  • Strategies in Light
  • Награды
  • 40 Моложе 40 лет
  • HortiCann
  • Реклама
  • Подписка
  • Журнал
  • Исследования