Разнообразие уличных светодиодных прожекторов. Советы и рекомендации по выбору качественного светодиодного прожектора Использование светодиодов в прожекторах
Прожектором называется светильник, который светит направленно и ярко. Такой излучатель наиболее часто востребован там, где освещаемый объект существенно удален, но вместе с этим должен быть хорошо виден в тёмное время суток. Наиболее характерным примером может быть освещение прибрежных морских приграничных территорий. Такие же прожекторы применяются и при контроле сухопутных границ. Они создают яркий луч света, видимый в темноте на несколько километров. Похожие системы широко применялись в военное время для освещения воздушных целей.
Чтобы получить яркий луч света необходимо правильное сочетание двух деталей:
- мощного точечного излучателя света;
- достаточно большого и качественного отражателя.
Свет наилучшей направленности обеспечивает параболическое зеркало. Для параболы характерна точка, которая называется «фокус». Все лучи исходящие из этой точки после отражения становятся параллельными. От качества отражателя зависит количество поглощённого света и параллельность, а соответственно и дальность лучей в пучке света. Наилучший результат получается при использовании точечного излучателя света, который размещён в фокусе параболоида вращения.
Так устроены пограничные прожекторы, автомобильные фары и прочие излучатели дальнего действия. В пограничных устройствах применяется высококачественный отражатель диаметром два метра и более и вольтова дуга, которая наиболее близка к точечному излучателю по своим размерам и яркости. В автомобильных фарах также применяется высококачественный отражатель, который сочетается почти точечным излучателем в виде спирали лампы накаливания .
Для дальнего света используется одна спираль, расположенная точно в фокусе отражателя. Другая спираль для ближнего света смещена относительно фокуса и создаёт более рассеянный свет (показано на изображении слева).
При выборе прожектора дальнего действия рекомендуется сравнивать его с рассмотренными выше конструкциями прожекторов (пограничный прожектор и автомобильная фара). Если его экономичность не является обязательным условием, наилучшим излучателем будет лампа ДРШ (дуговая ртутная шаровая). С такой ламой получится наилучший прожектор для домашнего проектора (показан на изображении далее):
|
|
 |
- Надо применять дополнительное стекло в прожекторе с лампой ДРШ для уменьшения ультрафиолетового излучения.
Близкий по дальности света прожектор получится с ксеноновой или галогенной лампой . Их главным преимуществом будет хорошая цветопередача. У лампы ДРШ цветопередача искажена подчёркиванием синего цвета. Остальные источники для дальнего света хуже. Светодиодные матрицы и излучатели света в газоразрядных лампах других конструкций существенно меньше походят на точечные источники света и менее яркие. В комбинации с отражателями они не могут создавать луч света, который соответствует острому телесному углу.
Такие светильники могут давать много направленного света, но в пределах телесного угла более 90 градусов. Их правильнее называть не прожекторами, а софитами. Они широко используются на улицах и в помещениях. Поскольку главную роль в этих софитах играет источник света, его следует выбирать применительно к предназначению софита. Для наилучшего сочетания яркости, экономичности и цветопередачи больше всего подходят светодиодные, ксеноновые и галогенные лампы.
Если нужен экономичный прожектор с регулируемым телесным углом пучка света, надо применять в нём светодиодные лампы специальной конструкции. Основная доля света этих излучателей направлена в сторону отражателя. Перемещение отражателя относительно лампы будет менять величину телесного угла пучка света. Примеры таких излучателей показаны далее.
 |
 |
В помещениях и на улице при отсутствии значений температуры за пределами + 35 градусов по Цельсию светодиодные софиты также получаются наиболее экономичными и яркими. Но для наружных светильников существенное значение имеет герметичность конструкции применительно к появлению конденсата. Если он будет появляться, а затем замерзать, светодиодный софит утратит свою яркость. Софиты с натриевыми лампами и ДРЛ самые нечувствительные к температурам окружающей среды. Они всегда сильно нагреваются.
Если часто бывают туманы светильники с натриевыми лампами наиболее предпочтительны. В помещениях с температурами выше нуля градусов по Цельсию преимущества светодиодов неоспоримы. Энергосберегающие лампы не обеспечат такой же яркости при одинаковой потребляемой мощности. Потому, несмотря на более высокую цену и благодаря последующей окупаемости для большинства случаев рекомендуются к использованию
Одна из основных составляющих комфорта – свет. Достаточное освещение – самая первая составляющая нашей безопасности в темное время суток. Для наружного освещения разработано множество актуальных моделей светильников. Прожектора оптимальны для освещения территории промышленных предприятий и стройплощадок. Современные модели обеспечивают отличную освещенность, они экономичны, удобны в монтаже, обслуживании; современные лампы обладают большим сроком эксплуатации.
Традиционно прожектором называют конструкцию, дающую мощный поток направленного света с небольшим углом рассеивания. Поток света в прожекторах формируется зеркалами или комплексом из зеркал и линз. Мощные светильники применяют для освещения стадионов, площадей, парковых зон. С развитием техники появились менее мощные и доступные по цене модели, широко применяемые для освещения придомовых участков. На промышленных предприятиях прожектора применяются для освещения территории, дорог, въездов, цехов, складских помещений.
В этой статье:
Классификация прожекторов по назначению
Прожектора освещения по назначению подразделяются на:
- дальнего действия – дают пучки света с малым углом расширения, используются в военных целях;
- заливающего света – используются для освещения больших площадей, таких как, концертные залы, стадионы, театральные сцены, придомовые участки;
- сигнальные (используют в морском и авиационном флоте для передачи информации);
- акцентные (для подсветки памятников архитектуры, указателей, вывесок, фасадов зданий, баннера с рекламой).
Классификация и характеристики источников света
В прожекторах для освещения территории применяют лампы следующих видов:
- металлогалогенные;
- ксеноновые;
- ртутные;
- плазменные;
- светодиодные.
Краткая характеристика ламп приведена в таблице:
| Наименование ламп | Преимущества | Недостатки |
| Металлогалогенные | теплый свет
низкая цена |
короткий срок службы (4000ч)
сильный нагрев |
| Ксеноновые | хорошая светоотдача
экономичность |
высокое напряжение пускового тока
сложность обслуживания (необходимы защитные костюмы) в лампе поддерживается высокое давление – есть опасность травмирования разлетающимися осколками требуют особых условий утилизации срок службы порядка 5000 ч |
| Ртутные | высокий уровень светоотдачи
срок службы до 12000 ч |
холодный свет
невозможность быстрого перезапуска с 2024 года большинство ртутных ламп будут запрещены и их придется менять |
| Натриевые | высокий уровень светоотдачи
срок службы до 28000 ч |
почти монохромный оранжево-желтый свет ограничивает область применения
сильный нагрев плохо переносят отрицательные температуры |
| Плазменные (на основе паров серы в аргоне) | срок службы достигает 50000 ч
экономичные хорошая светоотдача |
сильный нагрев
холодный свет |
| Светодиодные | цвет света бывает и холодный и теплый
экономичные слабо нагреваются длительный срок службы (30000-50000 ч) отсутствие низкочастотных пульсаций не утомляет глаза |
высокая цена |
Классификация по классу защиты
Прожектора для освещения могут эксплуатироваться в следующих условиях:
- в помещениях;
- вне помещений;
- в воде.
Второй важнейшей технической характеристикой прожектора (после выбора источника света) является класс защиты электроприборов от воздействия внешних факторов IP (Ingress Protection Rating). Цифры в маркировке приводятся в соответствии с требованиями стандарта защиты электрооборудования от воздействия внешних факторов IEC-952:
| Класс защиты от воздействия внешних факторов | Цифра в маркировке | Расшифровка цифрового обозначения | Область применения |
| Первая цифра после IP, защита от проникновения твердых предметов | 4 | от проникновения тел диаметром 1 мм и более | в помещении |
| 5 | допускается попадание пыли в количестве, недостаточном для нарушения работоспособности оборудования | в помещении | |
| 6 | попадание пыли не допускается | вне помещений | |
| Вторая цифра после IP, защита от попадания жидкости внутрь корпуса | 1 | от вертикально падающих капель воды | в помещении |
| 2 | от капель воды, падающих под углом 15° | в помещении | |
| 3 | от капель воды, падающих под углом 60° | в помещении | |
| 4 | от воды, разбрызгиваемой под любым углом | вне помещений | |
| 5 | от струи воды, разбрызгиваемой под любым углом | вне помещений | |
| 6 | от сильной струи воды (100 л/мин, 100 кПа) | вне помещений | |
| 7 | от попадания воды при погружении на глубину до 15 см | вне помещений | |
| 8 | от попадания воды при длительном нахождении под водой | под водой |
Применение прожекторов
Область применения прожекторов – наружное и внутреннее освещение. Прожектор для внутреннего освещения применяют в крупногабаритных общественных зданиях: для освещения закрытых стадионов, театров, концертных залов, цехов промышленных предприятий, гаражей, складских помещений; прожектора создают торговое освещение в крупных торговых центрах.
Основное предназначение прожекторов – освещение территории. Область их применения обширна:
- территории и ограждения промышленных предприятий, въезды, проходные, дороги;
- железнодорожные пути;
- аэродромы и аэропорты;
- авто- и железнодорожные вокзалы;
- стадионы;
- территорию и ограждение частного участка, въезд, дорожки;
- стройплощадки;
- стадионы, спортивные площадки и прочие открытые спортивные сооружения.
Все большее распространение получает использование ярких направленных источников света в декоративных целях: в ландшафтном дизайне, для подсветки фасадов зданий, памятников, архитектурных объектов, парков. Освещение вывески прожекторами мгновенно привлечет внимание к торговому заведению. Торговое оборудование с товаром, подсвеченное направленным пучком света, поневоле будет притягивать взгляд в темноте. Подсветка дорожных знаков снижает риск дорожно-транспортных происшествий на дороге.
Выбор источника света
Чтобы обоснованно выбрать лампу для прожектора, следует изучить все достоинства и недостатки разных видов ламп.
Галогеновые прожектора для освещения территорий и транспортных развязок встречаются повсеместно, но их недостатки привели к постепенной замене на светодиодные светильники.
Прожектора для освещения стадионов и других развлекательных учреждений, где требуется яркий белый свет, до последнего времени оснащались ртутными лампами.
Прожектор для освещения баннера – новомодное устройство, для них применяют светодиодные лампы и матрицы. Экономичность, множество достоинств и отсутствие недостатков привели к тому, что практически во всех возможных местах любые другие светильники начали менять на светодиодные. Их распространению мешает пока высокая стоимость и стоимость замены конструкций.
Плазменные лампы пока не слишком распространены — в настоящее время компания LG является единственным в мире массовым производителем такой продукции, но в будущем они могут составить конкуренцию светодиодным лампам.
Прожектора для освещения строительной площадки
Строительные работы – опасное производство. Создание безопасных условий работы в темное время суток невозможно без грамотно организованного наружного освещения.
Современные прожектора для освещения строительной площадки могут эффективно осветить территорию стройплощадки, здание, периметр, подъезды, пешеходные дорожки, зону работы крана, бытовки, места складирования стройматериалов.
Требования к освещению строительной площадки приведены в ГОСТ № 12.1.046-85 ССБТ «Нормы освещения строительных площадок».
Прожектор для освещения стройплощадки может использовать лампы любых типов: ртутные, галогеновые, светодиодные, натриевые, плазменные. Чтобы минимизировать расходы на электроэнергию, рациональнее применять светодиодные лампы.
Светильники с гладким отражателем создают направленное освещение, светильники с ячеистым отражателем – рассеянное освещение. Направленный свет может слепить работников, он подходит для освещения частей здания и зоны работы крана издали. Прожекторы необходимо устанавливать на большой высоте – тогда они не будут слепить работников. Для устранения тени необходимо устанавливать несколько источников света с разных сторон стройки.
Освещенность на рабочем месте должна составлять не менее 300 люкс (СНиП 23-05-2010) . По прошествии части времени эксплуатации уменьшается световой поток от лампы, поэтому нужно расчеты проводить с запасом в 2 раза. Световой поток рассчитывается по формуле:
Ф=Е*π*h²*2(1-cos α/2), где
Ф – световой поток в люменах;
Е – освещенность в люксах;
h – расстояние от светильника до поверхности в м;
α – угол излучения светового потока светильника в градусах.
При расчете необходимого количества оборудования исходить необходимо из площади стройплощадки, необходимой величины освещенности.
Самые перспективные виды прожекторов – с плазменными и светодиодными лампами. Экономные, мощные, долговечные – за ними будущее.
Прожектор – это световой электроприбор, обеспечивающий излучение светового потока высокой концентрации внутри малого телесного угла.
Виды и классификация
уличных светодиодных светильников и прожекторов
По назначению прожекторы бывают:
- Дальнего действия (применяются для освещения объектов, расположенных на большом расстоянии).
- Заливающего света (для освещения больших площадей, например стадионов, театральных площадок).
- Сигнальные (для передачи информации).
- Акцентные (для локального освещения объектов).
В качестве источников света в уличные светильники и прожекторы устанавливают:
- Светодиоды.
- Светодиодные матрицы.
- Металлогалогенные лампы.
- Ртутные лампы.
- Ксеноновые лампы.
По классу защиты (IP) от попадания в корпус уличного светильника или прожектора пыли и воды они выпускаются для работы:
- В закрытых помещениях (IP40).
- На улице под открытым небом (IP64).
- Под водой (IP68).
В современных уличных светильниках и прожекторах вместо ламп устанавливают светодиоды или светодиодные матрицы, так как они по всем техническим характеристикам многократно превосходят лампы любого типа. Главным преимуществом светодиодных источников света являются низкая потребляемая мощность и большой срок службы. Благодаря этим показателям, несмотря на более высокую закупочную цену уличных светодиодных осветительных приборов, эксплуатационные затраты получаются низкими, что обеспечивает большую экономию денег в долгосрочной перспективе.
Светодиоды и светодиодные матрицы из-за конструктивных особенностей имеют узкий угол излучения светового потока (около 120°), в результате чего однозначно классифицировать световые приборы стало сложно. Если в светодиодном светильнике светодиоды или светодиодные матрицы установлены на одной плоскости, то он уже по определению является Прожектором.
По предназначению светодиодные прожекторы бывают :
- Ландшафтные (применяются для подсветки зеленых насаждений в парках или на дачных участках).
- Архитектурные (устанавливаются для декоративной подсветки зданий, сооружений или памятников).
- Осветительные (служат для освещения дворовых территорий, открытых площадок, тротуаров и автодорог).
В качестве светодиодного источника света в уличных светильниках и прожекторах применяются :
- Точечные светодиоды.
- Светодиодные матрицы.
На фотографии представлена линейка светодиодных уличных светильников типа ДиУС, изготовленных с применением светодиодов мощностью 1 ватт. Эти уличные светильники комплектуются драйвером, представляющим собой герметичный самостоятельный блок, который подключается к светодиодному блоку с помощью разъема. Закреплен драйвер на корпусе светильника с помощью винтов и в случае необходимости его замены для ремонта легко отсоединяется от печатной платы со светодиодами.
Уличные светильники с точечными светодиодами легко ремонтировать, так как есть возможность оперативно заменить драйвер, а в случае выхода из строя одного из светодиодов его можно заменить исправным самостоятельно, как при ремонте светодиодной лампочки .
На этой фотографии показан классический светодиодный уличный прожектор, в котором в качестве источника излучения света применена светодиодная матрица. Обычно мощность светодиодной матрицы не превышает 50 ватт, поэтому в более мощных матричных светильниках устанавливают несколько светодиодных матриц. Драйвер у этого вида светильников установлен внутри его корпуса, что требует в случае отказа драйвера демонтировать светильник с места установки.
Светодиодная матрица представляет собой подложку, на которой смонтировано множество светодиодных кристаллов и в случае выхода из строя одного из них вся матрица приходит в негодность. На фотографии, сгоревшая от перегрева светодиодная матрица из светодиодного прожектора, который мне пришлось ремонтировать . На ней хорошо видны квадратики, в которых размещены светодиодные кристаллы. Стоит светодиодная матрица дорого, поэтому с точки зрения затрат на ремонт уличные светильники с точечными светодиодами приобретать экономически выгоднее.
На фотографии представлен светодиодный прожектор, в котором в качестве излучателя света использованы smd светодиоды . Использование в прожекторах светодиодов вместо светодиодной матрицы позволяет заменять только перегоревший светодиод, а не матрицу целиком, что существенно снижает эксплуатационные затраты.
Устройство уличного светодиодного матричного светильника
Внешний вид светодиодного прожектора со стороны установки светодиодной матрицы показан на фотографии выше. Если открутить четыре винта и снять защитную крышку с оптическим стеклом и отражающим рефлектором, то появится доступ к светодиодной матрице.
Как видно из фотографии прожектор представляет собой литой из алюминиевого сплава корпус, который одновременно служит для отвода тепла от матрицы. Матрица закреплена к корпусу с помощью двух винтов, хотя конструкция корпуса и матрицы предусматривает крепление с помощью четырех винтов. Похоже, производитель сэкономил на винтах. Отсутствие зазора между корпусом прожектора и подложкой матрицы в совокупности с теплопроводящей пастой обеспечивает хороший отвод тепла от кристаллов и как следствие, надежную работу прожектора в целом.
А так выглядит прожектор с тыльной стороны. Сетевой провод, для герметизации обжатый специальной гайкой, входит в крышку, закрепленную четырьмя винтами через силиконовую прокладку к корпусу прожектора. Для закрепления прожектора на столбе или стене предусмотрена вращающаяся скоба. На корпусе прожектора сделаны вертикальные ребра, служащие для более эффективного отвода выделяемого матрицей тепла.
Под задней крышкой прожектора находится драйвер, преобразующий сетевое напряжение 220 В в напряжение со стабилизированным током, необходимое для работы светодиодной матрицы.
Как видите, устроен светодиодный прожектор совсем просто и состоит из корпуса, драйвера и светодиодной матрицы. Так же устроен и любой светодиодный уличный светильник и отличается только внешним видом и конструктивным исполнением.
Выбор уличного светодиодного светильника или прожектора
Для того чтобы правильно выбрать уличный светильник, который продолжительное время работал и эффективно освещал требуемую территорию, необходимо разбираться в его технических характеристиках и параметрах.
По классу защиты IP
Главной технической характеристикой, на которую в первую очередь следует обратить внимание при выборе любого уличного светильника, является класс его защиты от попадания в корпус твердых частиц и воды. Маркируются светодиодные светильники всеми производителями, по единому международному стандарту. Класс защиты в маркировке обозначается в соответствии с требованиями стандарта защиты электрооборудования от воздействия внешних факторов IEC-952.
| Справочная таблица маркировки защиты светильников от воздействия внешних факторов | ||||
|---|---|---|---|---|
| Порядковый № цифровой последовательности в маркировке | Обозначение в маркировке | Расшифровка обозначения | ||
| Класс защиты от воздействия внешних факторов | IP | Класс защиты в маркировке обозначается в соответствии с требованиями стандарта защиты электрооборудования от воздействия внешних факторов IEC-952 | ||
| Первая цифра после IP, защита от проникновения твердых предметов | ||||
| 0 | Нет защиты | |||
| 1 | От проникновения тел диаметром 50 мм и более | |||
| 2 | От проникновения тел диаметром 12 мм и более, длиной не более 80 мм | |||
| 3 | От проникновения тел диаметром 2,5 мм и более | |||
| 4 | От проникновения тел диаметром 1 мм и более | |||
| 5 | Допускается попадание пыли в количестве, недостаточном для нарушения работоспособности оборудования | |||
| 6 | Попадание пыли не допускается | |||
| Вторая цифра после IP, защита от попадания жидкости внутрь корпуса | 0 | Нет защиты | ||
| 1 | От вертикально падающих капель воды | |||
| 2 | От капель воды, падающих под углом 15° | |||
| 3 | От капель воды, падающих под углом 60° | |||
| 4 | От воды, разбрызгиваемой под любым углом | |||
| 5 | От струи воды, разбрызгиваемой под любым углом | |||
| 6 | От сильной струи воды (100 л/мин, 100 кПа) | |||
| 7 | От попадания воды при погружении на глубину до 15 см | |||
| 8 | От попадания воды при длительном погружении | |||
Воспользовавшись данными таблицы легко определить, какой класс защиты от воздействия внешних факторов должен иметь светодиодных светильник и сделать правильный выбор. Например, при установке светильника на столбе под открытым небом в его корпус могут проникать твердые частицы в виде пыли и вода от дождевых осадков. Следовательно, необходимо выбрать уличный светильник с классом защиты не ниже IP64, где цифра 6 обозначает недопустимость попадания в корпус пыли, а 4 обозначает обеспечение защиты от воды, разбрызгиваемой под любым углом.
По освещенности на уровне покрытия
На следующем этапе выбора уличного светильника необходимо определить, исходя из объекта освещения, величину освещенности на освещаемой поверхности.
Освещенность поверхностей принято измерять в люксах, которые кратко обозначаются лк и измеряется с помощью прибора, который называется Люксметр . Для представления освещенности поверхностей в люксах (слово произошло от латинского слова lux, переводится на русский язык - свет), можно сравнить ее с освещенностью, которую обеспечивает полная луна в ясную погоду, это всего 0,2 лк. А прямые солнечные лучи создают на поверхности земли освещенность 100 000 лк. Для выполнения тонких работ, например ювелирных, достаточно освещенности 300 лк.
Нормы освещенности поверхностей регламентируются государственным документом: «Естественное и искусственное освещение» - СНиП 23-05-2010, которые являются актуализированной редакцией СНиП 23-05-95 (Строительные нормы и правила утверждены приказом Минрегиона России и введены в действие в 2011 г.). Для выбора уличного светильника вполне достаточно информации, приведенной в таблице ниже.
| Требования СНиП 23-05-2010 к средней горизонтальной освещенности на уровне покрытия | ||
|---|---|---|
| Освещаемые объекты | Средняя горизонтальная освещенность, лк | |
| Главные пешеходные улицы, непроезжие части площадей категорий А и Б и предзаводские площади | 10 | |
| Пешеходные улицы | в пределах общественных центров | 6 |
| на других территориях | 10 | |
| Тротуары, отделенные от проезжей части на улицах категорий | А и Б | 4 |
| В | 2* | |
| Посадочные площадки общественного транспорта на улицах всех категорий | 10 | |
| Пешеходные мостики | 10 | |
| Пешеходные тоннели | днем | 100 |
| вечером и ночью | 50 | |
| Лестницы пешеходных тоннелей вечером и ночью | 20 | |
| Пешеходные дорожки бульваров и скверов, примыкающих к улицам категорий | А | 6 |
| Б | 4 | |
| В | 2 | |
| Территории микрорайонов | ||
| Проезды | основные | 4 |
| второстепенные, в том числе тротуары-подъезды | 2 | |
| Хозяйственные площадки и площадки при мусоросборниках | 2 | |
| Детские площадки в местах расположения оборудования для подвижных игр | 10 | |
| * Норма распространяется также на освещенность тротуаров, примыкающих к проезжей части улиц категорий Б и В с переходными и низшими типами покрытий | ||
Из таблицы следует, что если будет обеспечена освещенность поверхности любой территории, за исключением пешеходных тоннелей и ведущих к ним лестниц, не менее 10 лк, то требования СНиП 23-05-2010 будут удовлетворены.
При выборе уровня освещенности поверхности следует учесть, что со временем происходит снижение яркости свечения светодиодов, и световой поток от светильника будет уменьшаться. Поэтому, чтобы гарантировать соответствие освещения поверхности требованиям СНиП на протяжении всего срока службы светильника следует выбирать светильник не менее, чем с двух кратным запасом по световому потоку. Например, если по таблице требуется средняя горизонтальная освещенность 10 лк, то для расчетов при выборе светильника нужно брать значение 20-30 лк.
Технические характеристики уличных светильников
После выбора класса защиты, которому должен соответствовать светильник и определения уровня освещенности, который нужно обеспечить на освещаемой поверхности можно переходить к выбору светодиодного светильника по остальных технических характеристикам.
| Таблица технических характеристик уличных светодиодных светильников | |||
|---|---|---|---|
| Параметр | Единица измерения | Величина | Комментарии |
| Диапазон рабочей температуры | °С (градусы Цельсия) | -60° ~ +40° | Температура окружающей среды при которой светильник должен работать и соответствовать заявленным техническим характеристикам |
| Класс защиты | Обозначается IP | См. таблицу выше | Определяет способность светильника сохранять работоспособность в условиях наличия пыли и воды |
| Диапазон напряжения питания | В (вольт) | 100-265 | Диапазон изменения величины питающего напряжения, при котором светильник сохраняет работоспособность и обеспечивает заявленные производителем технические характеристики |
| Потребляемая мощность | Вт (ватт) | - | Мощность, которую потребляет светильник во время работы от питающей сети |
| Мощность, потребляемая ЛЭД модулем | Вт (ватт) | - | Мощность, которую потребляют светодиоды во время работы светильника |
| Световой поток | лм,lm (люмен) | Зависит от мощности | Величина светового потока видимая глазом человека, который излучает светильник |
| Световая эффективность | лм/Вт | 80-100 | Количество света, которое излучает светильник на один ватт потребляемой мощности. Чем величина больше, тем экономичнее светильник |
| Уровень освещенности от расстояния | м-лк | Зависит от мощности | Величина освещенности поверхности в зависимости удаленности ее от светильника. При удалении от светильника освещенность снижается обратно пропорционально квадрату расстояния от светильника. |
| Угол излучения | ° (градус) | Зависит от конструкции | Стандартный угол излучения для светодиодных светильников составляет 120° |
| Световое пятно | м×м | Зависит от конструкции | Размеры площади поверхности, которую может осветить светильник в зависимости от расстояния до нее |
| Коэффициент мощности | φ (косинус фи) | 0,5-0,95 | Зависит от схемы драйвера, чем величина больше, тем качественней драйвер. В качественных светильниках φ>0,95 |
| Цветовая температура | К (градусы Кельвина) | 3000-6000 | Характеризует оттенок белого света. Уличные светильники обычно выбирают с цветовой температурой 4000К или 5000К |
| Индекс цветопередачи (CRI) | Ra | 0-100 | Индекс цветопередачи характеризует изменение цвета предметов, освещенных светодиодным светильником от натурального. Для качественной цветопередачи величина CRI должна быть не менее 80. |
| Коэффициент пульсации светового потока | Кп,% | 0-20 | Зависит от схемы драйвера, чем меньше в постоянном токе пульсаций, тем качественней драйвер. В качественных светильниках Кп<5% |
| Срок службы | тыс. часов | 50-100 | Со временем происходит деградация кристаллов светодиодов и световой поток светильника уменьшается. При снижении светового потока светильника более чем на 50%, он считается неисправным |
| Встроенный датчик движения | - | - | Позволяет экономить электроэнергию благодаря включению светильника только во время появления в зоне его освещения движущихся объектов |
| Встроенный датчик освещенности | - | - | Обеспечивает автоматическое включение светильника при наступлении темноты |
| Встроенный датчик шума | - | - | Обеспечивает автоматическое включение светильника при превышении заданного уровня акустического шума |
| Габаритные размеры | мм×мм×мм | Зависят от мощности | С увеличением мощности светильника его габаритные размеры увеличиваются |
| Вес | кг | Зависит от мощности | С увеличением мощности светильника его вес увеличивается |
Производители в документации на светодиодные светильники приводит не все перечисленные в таблице технические характеристики, хотя перечень не является полным. Это обычно связано с желанием скрыть истинный уровень качества уличного светильника. Чем больше приведено параметров в паспорте или техническом описании светильника, тем с большей уверенностью можно утверждать, что он высокого качества.
Формула и онлайн калькулятор для расчета параметров
При подборе уличного светодиодного светильника нужно, исходя из требуемой освещенности поверхности, которая измеряется в люксах , определить величину светового потока светильника, который измеряется в люменах . И на этом этапе выбора светильника обычно возникают трудности, так как не все представляют, как зависят друг от друга эти физические величины.
Световой поток обозначается латинской буквой Ф , выражается в люменах и определяет величину световой мощности, которую излучает источник света, в уличном светильнике это лампа, светодиод или светодиодная матрица.
Освещенность поверхности , обозначается латинской буквой Е , измеряется в люксах и пропорционально зависит от величины светового потока Ф . Чем больше у любого светильника мощность светового потока, тем ярче он будет светить.
Освещенность на равноудаленной от источника света поверхности площадью 1 м 2 величиной 1 люкс создается в случае падения на нее светового потока величиной 1 люмен. При удалении светильника от освещаемой поверхности ее освещенность снижается, обратно пропорционально квадрату расстояния. Например, освещенность поверхности на расстоянии одного метра от светильника составляет 900 люкс. Если приподнять светильник на высоту 2 метра, то освещенность поверхности уменьшится в 4 раза, а если на 3 метра, то уже уменьшиться в 9 раз и составит всего 100 люкс.
Таким образом, чтобы определить световой поток светильника, необходимо требуемый уровень освещенности поверхности умножить на ее площадь, получается следующая формула: Ф=Е ×S .
Где: Ф лм ; Е лк ; S – площадь освещаемой поверхности, измеряется в квадратных метрах, обозначается м 2 ;
Зная вышеприведенные законы и школьный курс геометрии не сложно составить полную формулу для оценки требуемой мощности светового потока светильника исходя из необходимой освещенности поверхности, высоты его подвеса и угла светового потока.
где:
Ф
– световой поток, измеряется в люменах, обозначается лм
;
Е
– освещенность поверхности, измеряется в люксах, обозначается лк
;
π
– число Пи, равно 3,14;
h
– расстояние от светильника до освещаемой поверхности, измеряется в метрах, обозначается м
;
а
– угол излучения светового потока светильника, измеряется в градусах, обозначается °
;
Рассчитывать световой поток удобно с помощью онлайн калькулятора, который производит вычисления в соответствии с представленной выше формулой.
В формулу я не стал вводить коэффициенты, учитывающие неравномерность освещения, отражающую способность освещаемой поверхности территории и объектов, расположенных на ней, снижения мощности светового потока светильника со временем, так как узнать их точные значения невозможно.
Пример расчета параметров
Как известно, чем лучше освещена территория в темное время суток, тем комфортнее человеку. Поэтому для учета всех возможных потерь мощности светового потока, в том числе и уменьшения со временем яркости источника излучения светильника (производители считают, что светильник выработал свой ресурс, когда мощность светового потока снизилась на 50% от первоначальной), рекомендую увеличить выбранную освещенность территории как минимум в три раза .
Например, имеется территория перед крыльцом загородного дачного домика или гаражом площадью 10 м 2 Из личного опыта утверждаю, что для комфортной освещенности площадки двора необходим светильник, обеспечивающий освещенность не менее 10 лк, хотя по требованиям СНиП 23-05-2010 достаточно и 2 лк. С учетом вышеперечисленных факторов, влияющих на освещенность, вместо 10 люкс в онлайн калькуляторе прописываем 30. Удобное место на стене дачного домика находится на высоте 4 м.
Подставим данные в соответствующие окошки онлайн калькулятора. Получаем, что для отличного освещения площадки необходим светильник с углом излучения 120° обеспечивающий световой поток 1508 лм. При этом площадь территории будет освещена с большим запасом - 50 м 2 .
Если такой размер площади является излишним, то можно уменьшить угол излучения уличного светильника, например до 80°. В таком случае потребуется светильник со световым потоком 470 лм и площадь составит 23,5 м 2 .
Если есть возможность, то можно подобрать высоту подвеса светильника. Например, подвесить светильник на высоте 2 м. Тогда освещаемая площадь составит 12,6 м 2 , а мощности светового потока будет достаточно 337 лм. Чем меньше мощность светового потока светильника, тем меньше он будет потреблять электроэнергии. Это особенно актуально при продолжительном времени работы уличного светильника или прожектора.
В среднем, согласно данным приведенной ниже таблицы, светодиодные светильники излучают световой поток 100 люмен на один ватт потребляемой мощности (100 лм/Вт), поэтому несложно по величине излучения светового потока светильником оценить, какой мощности он потребуется. Для этого нужно величину рассчитанного светового потока поделить на 100. Для последнего примера получится: 377 лм: 100 лм/Вт=3,7 Вт. Для более точного расчета нужно воспользоваться техническими характеристиками выбранной модели светильника.
| Таблица световых потоков и отдачи популярных источников света | ||
|---|---|---|
| Тип источника света | Световой поток, лм | Световая отдача, лм/Вт |
| Лампа накаливания 25 Вт | 220 | 9 |
| Лампа накаливания 100 Вт | 1340 | 13 |
| Лампа накаливания 200 Вт | 3040 | 15 |
| Галогенная лампа накаливания 220 В, 55 Вт | 900 | 16 |
| IRC-галогенная лампа накаливания 12 В | 1700 | 26 |
| Люминесцентная лампа 36 Вт | 2850-3350 | 71-84 |
| Люминесцентная лампа 215 Вт | 17500 | 81 |
| Металлогалогенная газоразрядная лампа 250 Вт | 20100 | 80 |
| Металлогалогенная газоразрядная лампа 400 Вт | 35000-42000 | 88-105 |
| Металлогалогенная газоразрядная лампа 2000 Вт | 17500 | 81 |
| Дуговая ртутная лампа (ДРЛ) 400 Вт | 24000 | 50-60 |
| Индукционная лампа 40 Вт | 2800 | 90 |
| Газоразрядная лампа (автомобильный ксенон) 35 Вт | 3000-3400 | 93 |
| Светодиодная лампа 2700K, 6 Вт | 400 | 67 |
| Светодиодная лампа 2700K, 13 Вт | 1000 | 77 |
| Светодиодная лампа 4500K, 10 Вт | 935 | 94 |
| Светодиод Luminus CSM-360 80 Вт | 6000 | 115 |
| Светодиод Cree XLamp XHP70 32 Вт | 4022 | 150 |
| Солнце | 3,63×10 28 | 93 |
С учетом того, что в расчете заложен достаточный запас по освещенности поверхности, то для полноценного освещения территории площадью 10 м 2 перед крыльцом загородного дома можно смело покупать любой уличный светодиодный светильник с мощностью потребления 4 Вт при условии, что он будет подвешен на высоте 2 м и иметь угол излучения светового потока 80°.
Если в результате расчета мощность светильника получилась большой, то целесообразно установить несколько светильников меньшей мощности, суммарная мощность которых должна быть не менее расчетной. Таким образом, будет достигнуто более равномерное освещение поверхности и в случае поломки одного из светильников территория все равно будет освещена.
> Мощные прожекторы для освещения больших открытых территорий
| Специфика освещения больших открытых пространств: спортивных объектов, территорий аэродромов и морских портов, железнодорожных и автомобильных развязок, карьеров, строительных площадок, складов и производственных площадок, площадей перед торговыми центрами и др. накладывает ряд требований к применяемому световому оборудованию. Там, где идет речь о больших расстояниях и площадях, естественным образом встает вопрос о мощности световых приборов, которая была бы достаточной для их освещения. Очевидно, что в данном случае требуются прожекторы большой мощности, при этом понятие мощности неразрывно связано с типом используемого источника света. Также важно понимать необходимый тип светораспределения: нужно ли равномерно залить светом большую площадь, выделить отдельный сектор или «пробить» световым лучом расстояние в 100-150 и более метров. |
Самым эффективным и распространенным типом светового оборудования для освещения больших открытых территорий являются прожекторы. Прожектор – (лат. Projectus, что означает «брошенный вперёд») - световой прибор, перераспределяющий свет, излучаемый источником света, внутри зеркальной оптической системы и обеспечивающий заданную угловую концентрацию светового потока.
В настоящее время существует множество моделей прожекторов, различающихся по своим характеристикам и сферам применения. Классификацию прожекторов для освещения больших открытых территорий и объектов целесообразнее всего начать с применяемого источника света. В настоящее время основными источниками света для прожекторов большой мощности являются:
- галогенные лампы (5000вт)
- газоразрядные лампы (МГЛ и ДнАт, 1000 или 2000вт)
- светодиоды LED (400-500 и более вт)
Прожекторы с галогенными лампами типа ИСУ02-5000 до сих пор успешно применяются при освещении строительных площадок и карьеров в силу невысокой цены. Используемые лампы КГ 5000Вт K27s имеют ряд недостатков (большое потребление электроэнергии, небольшой срок службы - не более 3000 часов, работа только в открытых прожекторах), но их применение бывает экономически оправдано, например, при организации временного освещения. Так, их часто вешают на краны, направляя вертикально вниз для освещения рабочей зоны.
Прожекторы с газоразрядными лампами (1000-2000вт) – наиболее распространенный тип светового оборудования для освещения больших территорий и объектов. Такие лампы обладают высокой светоотдачей и долгим сроком службы (10000-20000 часов). К недостаткам этих источников света можно отнести довольно высокую стоимость, а также длительный процесс горячего перезапуска в случае внезапного отключения электричества. Натриевые лампы (ДНаТ, NAV , SON 1000вт), применяемые в прожекторах типа ЖО, обладают наилучшей светоотдачей, излучаемый ими желтый (золотистый) свет отлично подходит для освещения автомобильных дорог. Но там, где требуется зрительный комфорт, наилучшее различение цветов, происходит работа с механизмами, мелкими движущимися деталями, необходимо применять металлогалогенные лампы (МГЛ (ДРИ) HPI , HQI 1000 или 2000вт) обладающие высокой цветопередачей (Ra). Металлогалогенные прожекторы (ГО) мощностью 1000 и 2000вт применяются для освещения спортивных объектов, аэропортов, железнодорожных развязок, предприятий деревообработки, элеваторов и т.п.
Для работы прожекторов с газоразрядными лампами требуется наличие пускорегулирующей аппаратуры (ПРА). Для запуска ламп необходимо также импульсно-зажигающее устройство (ИЗУ), зачастую интегрируемое в тело самих ламп (HQI-T 2000 W/N/I). ПРА на 1000вт может быть выносным или встроенным в корпус прожектора. ПРА на 2000вт - выносные. При подборе комплектов прожекторов с газоразрядными лампами и ПРА важно обращать внимание на соответствие пусковых токов ламп и ПРА, а также удаленность расположения ИЗУ от ламп.
На ряде объектов (аэропорты, места проведения спортивных соревнований) необходимо исключить необходимость ожидания повторного перезапуска ламп при аварийном отключении питания. С этим призваны справляться устройства (блоки) мгновенного (горячего) перезапуска, что, разумеется, является большим стрессом для работы ламп и значительно снижает срок их эксплуатации. Такие устройства работают только с лампами кабельного типа ( , ).
Светодиодные прожекторы активно начали применяться в самых разных сферах освещения. Однако при освещении больших открытых территорий светодиодными прожекторами есть некоторые особенности. Светодиодные прожекторы большой мощности должны иметь качественную систему тепловыведения для эффективной работы светодиодов. Обычно функцию радиатора выполняет сам корпус прожектора, который может оснащаться антиконденсационным клапаном и другими техническими решениями. За оптимальное светораспределение в светодиодных прожекторах отвечают фокусирующие линзы. Важно также учитывать размер, вес и парусность светодиодных прожекторов. Зачастую, при расчете освещенности с применением светодиодных прожекторов большой мощности становится понятно, что со многими задачами светодиодные прожекторы просто не справляются, или их требуется значительно больше, чем аналогов с газоразрядными лампами. А учитывая то, что цена мощных светодиодных прожекторов существенно выше, применение их на подобных объектах зачастую нецелесообразно.
То, как световой поток от прожектора распространяется по освещаемой территории, называется светораспределением. В традиционных ламповых прожекторах оно определяется типом отражателя, а в светодиодных – вторичной оптикой (линзами) с определенной фокусировкой.
Применительно к ламповым прожекторам (ГО, ЖО, РО, ИО, ИСУ) выделяют следующие типы отражателей:
- Симметричный отражатель позволяет получить равномерное, «заливающее» освещение. Прожекторы с симметричным отражателем (см. например, ) успешно применяются для освещения строительных и промышленных площадок, открытых складов.
- Асимметричный отражатель направляет световой поток под углом 30-60 градусов от главной оптической оси. Асимметричные прожекторы (см. например, ) можно использовать на мачтах с мобильной короной при освещении площадей перед торговыми центрами.
- Круглосимметричный отражатель направляет сфокусированный узкий луч на дальние расстояния. Прожекторы с круглосимметричным отражателем (см. например, ) применяются для освещения дна карьера, подсветки удаленных скульптур, для освещения стадионов и футбольных полей.
По своей фактуре отражатели прожекторов бывают зеркальными (увеличивает общую интенсивность светового потока) и ячеистыми (для создания равномерного заливающего освещения).
Спортивное освещение – сложная сфера, требующая детальной проработки и тщательных расчетов. Например, при освещении футбольного поля профессионального уровня с 4х мачт, размещенных за трибунами, требуется применение световых приборов с разным светораспределением, т.к. сектора поля, которые требуется равномерно осветить, расположены на разном расстоянии от источника света. Прожекторы премиального сегмента для спортивного освещения ( , ) имеют ряд особенностей и преимуществ:
- вариативность светораспределения прорабатывается с особой точностью
- корпуса, как правило, имеют специальную систему для прицельной юстировки
- более сложная оптическая система: отражатель изготавливается из алюминия высокой чистоты, с последующей полировкой, может предусматриваться специальная пластина для рекуперации светового потока
- предусматривается возможность использования блоков горячего перезапуска.
Установка мощных прожекторов для освещения больших открытых пространств осуществляется, как правило, на отдельно стоящих мачтах и опорах освещения с использованием прожекторных кронштейнов , траверс, рам и корон. Также распространено крепление прожекторов на крыши и стены зданий, на краны и другую строительную технику. Один из способов освещения стадионов – размещение прожекторов по периметру навеса.
11.11.2016 2079
Свет влияет на настроение людей и их способность выполнять рабочие задачи. Правильное освещение жилищ, предприятий и различных открытых территорий обеспечивает комфорт и благополучие людей.
П
рожекторы
- это устройства, предназначенные для искусственного освещения большого пространства или отдельной области. Они выполняют свои функции с помощью ламп высокой интенсивности, предполагающих многократное использование на протяжении длительного времени. Из-за этого свойства прожекторы отлично подходят для освещения как домашнего интерьера, гаража или садового участка, так и муниципальной и коммерческой собственности: стадионов, теннисных кортов, театральных сцен, парков, игровых площадок и т. д. В отличие от обычной лампочки прожекторы имеют
мощный направленный
световой поток
и
широкое поле освещения
.
При использовании в качестве части системы освещения большой территории прожекторные панели обычно устанавливаются в стратегически важных местах по всему периметру. Мощные лампы расположены посекционно в каждой точке установки и направлены так, чтобы выделить определенную часть территории. Зачастую общий эф фект от освещения прожекторами создает видимость такой же степени, какая возможна при полном солнечном свете в середине дня.
Сценические выступления - спектакли, презентации, концерты и прочие - также выигрывают от использования прожекторов. Как правило, расположение и функции фонарей являются более сложными, чем в системах, используемых на спортивных аренах. В дополнение к обеспечению достаточного количества света для общего сценического пространства прожектор должен включать в себя точечные светильники, которые используются для привлечения повышенного внимания к какой-то одной области сцены. В центре такого освещения часто оказывается певец, актер или докладчик.
Другое общее применение прожекторов заключается в создании муниципальных систем освещения улиц , площадей , парков , мостов , водоёмов и т.д.
Мощные устройства используются на строительных и производственных площадках , позволяя не останавливать рабочий процесс в ночное время. Прожекторы также помогают спасателям и сотрудникам правоохранительных органов быстро просканировать большую площадь за короткое время, что помогает спасти жизни и защитить граждан от опасностей. Прожекторное освещение эффективнее и дешевле, чем использование других источников света.
В жилых домах и коммерческих зданиях обычно используются для освещения проездов или дворов. Предприятия зачастую устанавливают их возле своих зданий и на парковках, ведь как источники мощного света они идеально подходят для обеспечения наружной безопасности, успешно препятствуя преступникам.
Домашнее использование
Некоторые люди устанавливают в собственном саду или возле пруда , чтобы подчеркнуть декоративный ландшафтный дизайн или природные особенности. Большинство видов прожекторов имеют различные формы, цвета, размеры и мощность, что позволяет домовладельцам подобрать прибор, необходимый для той или иной области и функции.
Стандартные прожекторы , питающиеся от обычных розеток, можно использовать как светильники в доме, однако они требуют большого пространства для вытянутых лучей. Это делает их полезными в больших кухнях, гаражах и везде, где нужен дополнительный свет. Обратитесь к предупреждающей информации в руководстве пользователя, чтобы увидеть, рассчитан ли прибор для использования в помещении.
Типы
С амые распространенные прожекторы - галогенные и светодиодные . Они выпускаются в основном для бытовых целей и продаются в многообразии размеров, цветов и мощностей .
Галогенные прожекторы обеспечивают направленный бестеневой свет тёплого оттенка, имеют самые высокие показатели энергопотребления и нагрева корпуса, но отличаются немалым сроком эксплуатации (примерно 4-4,5 тысячи часов) и надёжностью. Во многих моделях есть функция управления мощностью при помощи диммеров для корректировки насыщенности светового потока.
Светодиодные прожекторы – пожалуй, самый современный вид осветительных приборов такого рода. Они могут похвастаться огромным сроком службы (от пятидесяти до ста тысяч часов) и отличаются безупречной цветопередачей, при этом устойчивы к механическим воздействиям, таким как вибрация и удары.
Энергосберегающие натриевые и металлогалогенные прожекторы чаще всего применяются в коммерческих и промышленных системах освещения. Они высокорентабельны и имеют длительный срок службы. Наиболее мощные типы прожекторов называют лампами высокой интенсивности. Эти лампы производят гораздо больше света, чем стандартные. Высокий уровень выделяемого тепла может привести к пожару при использовании внутри, поэтому лучше всего устанавливать такие прожекторы снаружи.
Металлогалогенные прожекторы работают на газоразрядных лампах, служащих примерно 15 тысяч часов. Они практически нечувствительны к изменениям напряжения, что ставит их на высшую ступеньку в рейтинге надёжности.
Принцип работы натриевых прожекторов основывается на свечении паров натрия внутри колбы при появлении электрического заряда. Цветопередача у них низкого уровня, зато высокая светоотдача и приятный желтый спектр, к тому же элементы рассчитаны на 20-25 тысяч часов работы.
По принципам использования прожекторы можно разделить на несколько видов:
- Встроенные (скрытые).Как видно из названия, приборы встраиваются в поверхность заподлицо либо выпирают декоративными элементами;
- Стационарные.Такие устройства устанавливаются в определённых местах, не предусматривающих их перемещение. Питаются, как правило, от основной электрической сети при помощи кабеля. Регулируются механически (выключателем) или автоматически (при помощи датчиков движения и освещения);
- Еще одним вариантом являются прожекторы на солнечных батареях. Эти приборы используют солнечный свет в качестве источника энергии. Они обычно имеют кварцевые галогенные лампы не менее 100 Вт и идеально подходят для подъездного, декоративного, парковочного или офисного освещения, к тому же очень дешевы в эксплуатации. Прожекторы на солнечных батареях, как правило, имеют датчики, которые реагируют на свет, заставляя их включаться только при необходимости;
- Подводное освещение является одним из элементов декора и, как правило, встречается в садах, где есть пруд, водопад или фонтан, а также в бассейнах. Водонепроницаемые прожекторы различной мощности расположены ниже уровня воды и делают поверхность водоёма и подводные объекты более выраженными, если смотреть в ночное время. Такие приборы питаются не от обычной электросети, а от 12-вольтных трансформаторов напряжения, чтобы не допустить поражения электротоком дотронувшихся до воды людей или животных;
- Переносные прожекторы - удобные малогабаритные осветительные приборы, имеющие небольшой вес и возможность транспортировки и установки в самых разных местах, причём их можно устанавливать как на полу, так и на треноге регулируемой высоты, а также подвешивать к потолку или на стену. Рыбаками и дачниками особенно любимы переносные прожекторы на аккумуляторах - они не требуют подключения к сети и свободно используются в полевых условиях.
Полезные дополнения
- Детекторы движения очень эффективны для обеспечения экономичной работы прожекторов. Датчики движения будут включать свет при обнаружении движения в заданной области. Детекторы могут быть приобретены отдельно. Питание прожекторов с датчиком движения осуществляется от обычной сети с напряжением 220 вольт.
- Доступны прожекторы со встроенными фотоэлементами, которые автоматически выключают приборы в светлое время суток и включают при наступлении сумерек, и с таймерами, запускающими и отключающими освещение в заранее определенные часы.
Торговая сеть "Планета Электрика" обладает широким ассортиментом различного , в число которого входят прожекторы. С данными устройствами, их моделями и характеристиками более подробно можно ознакомиться .