Классы светораспределения светодиодных ламп
Обычные источники света обеспечивают вокруг себя создание максимальной освещенности пространства. Светодиоды обладают односторонним направлением светового потока. Излучение осуществляется впереди источника. Такое светораспределение светодиодов подходит для ночных светильников, от которых пользователь ждет направленного потока света. Для обеспечения равномерной освещенности пространства такие источники дополняются специальными рассеивателями.
Есть еще один прием, чтобы добиться необходимого эффекта, – монтаж светодиодов выполняется на плоскости под разными углами. Благодаря применению подобных способов можно добиться равномерности распределения света на необходимом участке пространства. К примеру, светодиодные лампы способны обладать распределением светового потока под углом 120 и 60 градусов.
Способ измерения распределения силы света
Гониофотометр – распределительный фотометр, позволяющий измерить распределение силы света осветительных устройств. Его задача – обеспечение измерительных процедур, проводимых по рекомендациям МКО систем фотометрирования. Приборы могут различаться в зависимости от характера осветительных устройств, которые способны иметь круглосимметричное, симметричное и асимметричное распределение силы света.
Расшифровка обозначений
Светильник представляет собой искусственный источник света. Его основная задача – рассеивание и направление света для освещения помещений, зданий и территорий. Светодиодные светильники способны выполнять декоративную функцию. Им под силу действовать в качестве сигнализации.
Чтобы правильно подбирать источники света, следует обратить внимание на классы светораспределения светодиодных светильников. Их обозначения таковы:
Кривые силы света
Рассматривая классы светораспределения, нельзя не упомянуть об угловом распределении силы света (КСС). Подробнее об этом параметре указано в ГОСТ Р 54350-2015. КСС описывает особенности распределения светового потока, для чего используется графическое изображение зависимости силы света от направления его распространения. Такой параметр применяется для возможности оценки доли светового потока, которая попадает на освещаемое место.
Существует семь типов КСС:
Принимая во внимание указанные обозначения классов светораспределения светодиодов, можно корректно подбирать источники света для конкретных условий.
Кривая силы света и светораспределение светодиодных светильников
Содержание
Всё это часть системы классификации светильников в зависимости от направления и особенностей распространения их светового потока. Подробное её описание можно найти в ГОСТ Р 54350-2015 «Приборы осветительные. Светотехнические требования и методы испытаний». Здесь же мы ограничимся более краткой версией.
Но сначала несколько определений. За ними обратимся к куда более старому, но тем не менее до сих пор актуальному документу ГОСТ 16703-79 «Приборы и комплексы световые. Термины и определения» и его более современному собрату ГОСТ Р 55392-2012 «Приборы и комплексы осветительные. Термины и определения».
Используемые определения
Характеристика светового прибора, определяющая распределение его светового потока в пространстве. Выражается через распределение силы света или освещённости по заданной поверхности.
Это понятие соответствует тому факту, что практически любой светильник распределяет производимый им свет неравномерно – в каких-то направлениях сила этого света больше, в других меньше. Причём делается это намеренно за счёт самой конструкции прибора, используемой оптики, расположения источников света и т.п. Цель здесь заключается в концентрации максимального количества света в полезном направлении – например, уличному светильнику совершенно не нужно освещать небо, его задача – направить максимум производимого света на проезжую часть под ним.
Световой (фотометрический) центр светового прибора
Условная точка во внутренней области оптической системы светового прибора, при помещении в которую светового центра лампы или при заданном расположении относительно которой ламп в многоламповом световом приборе светораспределение последнего в наименьшей степени отличается от расчётного.
Оптическая (фотометрическая) ось светового прибора
Условная прямая, проходящая через световой центр или фокус оптической системы светового прибора и принимаемая за начало отсчёта угловых координат. Более новый ГОСТ Р 55392-2012 вместо оптической оси использует понятие фотометрической оси и даёт немного более сложное определение. Это ось симметрии светораспределения для круглосимметричных осветительных приборов. Для симметричных светильников – это линия пересечения плоскостей симметрии. А для асимметричных приборов – линия, лежащая в плоскости симметрии и либо перпендикулярная к плоскости выходного отверстия, либо совпадающая с направлением максимальной силы света.
По-моему, за 40 лет, прошедших между выпусками двух упомянутых выше ГОСТов, из которых и склеиваются эти определения, всё стало только запутанней. Иногда тяга к внесению конкретности и ясности приводит авторов стандартов в тупиковую ситуацию, когда всё ясно остаётся только им.
Плоскость, проходящая через оптическую ось светового прибора.
Меридиональный угол светового прибора
Угол между данным направлением в меридиональной плоскости и вертикалью, проходящей через световой центр светового прибора (оптической осью). Меридиональный угол отсчитывается от надира (направления непосредственно вниз от светового центра) против часовой стрелки.
Кривая силы света светового прибора
Графическое изображение зависимости силы света светового прибора от меридиональных углов, получаемое сечением его фотометрического тела плоскостью или поверхностью.
Т.е. кривая силы света (КСС) – это наглядное представление того, как будет зависеть сила света источника от выбранного направления его распространения. Иногда кривую силы света называют диаграммой силы света или диаграммой направленности.
Коэффициент формы кривой силы света светового прибора
Отношение максимальной силы света в данной меридиональной плоскости к среднеарифметическому значению силы света светового прибора для этой плоскости.
Нижняя полусфера пространства
Часть пространства, лежащая ниже горизонтальной плоскости, проходящей через световой центр светового прибора.
Верхняя полусфера пространства
Часть пространства, лежащая выше горизонтальной плоскости, проходящей через световой центр светового прибора.
Экваториальная плоскость светового прибора
Плоскость, перпендикулярная оптической оси светового прибора.
В более новом стандарте упоминается только одна конкретная экваториальная плоскость, которая ранее называлась главной, а теперь осталась единственной – плоскость, проходящая через световой центр осветительного прибора. Такая плоскость разделяет верхнюю и нижнюю полусферы пространства.
Экваториальная кривая силы света
Кривая силы света светового прибора, получаемая сечением его фотометрического тела экваториальной плоскостью.
Попробуем упростить – представьте светильник, который светит вниз на, скажем, асфальт. Если оптическая ось светильника перпендикулярна асфальту, то асфальт для этого светильника будет экваториальной плоскостью. Ну а световой рисунок на нём – экваториальной кривой силы света соответственно.
Классы светораспределения
По классам светораспределения светильники делятся в зависимости от доли светового потока в нижнюю полусферу на 5 групп – светильники прямого, рассеянного и отражённого света, плюс 2 промежуточные – преимущественно прямого и преимущественно отражённого света (см. таблицу ниже).
Кстати, указанные здесь зоны направлений максимальной силы света совершенно не обязательно соответствуют углу излучения светильника. Ведь угол излучения – это телесный угол, в пределах которого заключен световой поток осветительного прибора, т.е. сюда входит не только направление максимальной силы, а вообще все направления, в которых светит данный светильник.
Как правило тип КСС указывается для одной меридиональной плоскости, но при необходимости плоскостей и соответствующих им типов может браться и несколько. Для круглосимметричных светильников достаточно всего одной плоскости, в то время как для симметричных берутся главные продольная и поперечная плоскости. Указание типа КСС только в поперечной плоскости допускается если в главной продольной плоскости КСС относится к косинусному типу. В основном всё это касается светильников наружного освещения и прожекторов, но о них в следующем разделе.
Если для светильника приводится несколько КСС, то для них как правило указывается направление меридиональной плоскости, которому соответствует данный тип. Иногда рядом с буквой, соответствующей типу КСС, указывается ещё какое-либо дополнительное обозначение. Это могут быть как условные номера «подтипов» кривой силы света или углы излучения.
Подобные обозначение в общем-то никак не регламентируются и у разных производителей все эти Ш2, Ш3 и прочие им подобные могут соответствовать совершенно разным КСС. Поэтому в таких случаях лучше смотреть графические представления, не полагаясь на одни только буквы и цифры.
Особенности классификации светильников наружного освещения и прожекторов
Светильники наружного освещения дополнительно классифицируют по виду условной экваториальной кривой силы света по ГОСТ Р 55392, выделяя 5 типов:
Асимметричный тип иногда называют «кососвет». Также существует классификация по типу светораспределения в зоне слепимости, но здесь мы её касаться не будем – всех интересующихся приглашаем ознакомиться с соответствующими ГОСТами.
Для прожекторов же аналогичная классификация выглядит следующим образом:
Какую КСС выбрать для светодиодного светильника
Здесь как всегда всё зависит от того, какой результат необходимо получить. Но есть некоторые общие тенденции:
Неправильный подбор типа кривой силы света светильника даже при условии правильного выбора его мощности может дать на удивление посредственный результат. Например, если для освещения дороги использовать светильники с КСС типа Д, то вам придётся или ставить столбы через каждые 10 метров, или делать их чрезвычайно высокими, а светильники – весьма мощными. В противном случае результат будет примерно как на фото выше.
В то время как со светильниками с КСС типа Ш аналогичная дорога выглядит совершенно иначе:
Одним из важных преимуществ светодиодных светильников перед прочими видами освещения является возможность простого, быстрого и недорогого изготовления разнообразных оптических систем, изменяющих светораспределение в соответствии с требованиями проекта. Один и тот же прибор в зависимости от исполнения может быть как уличным светильником с КСС типа Ш и углом излучения 135 градусов, освещающим автодорогу, так и прожектором с КСС типа Г и углом излучения всего в 15 градусов, освещающим фасад здания.
Для того, чтобы избежать досадных (и зачастую дорогостоящих) промахов – перед приобретением светильника желательно сделать светотехнический расчёт, который позволит однозначно ответить на вопрос о целесообразности использования той или иной КСС в каждой конкретной ситуации. У нас, например, светотехнический расчёт можно заказать совершенно бесплатно.
Классификация осветительных приборов по характеру светораспределения
Дизайн и величина светового потока являются важными, но не единственным параметрами выбора осветительного прибора. Важной характеристикой светильника выступает тип его светораспределения, который учитывает направление светового потока.
Основным документом классификации осветительных приборов по характеру светораспределения выступает ГОСТ 17677-82, последние изменения в котором утверждены в январе 2002 года. Данный документ полностью соответствует международному стандарту МЭК 598.
Распределение светильников по классам
Нормативные документы выделяют 5 основных классов светораспределения, каждый из которых характеризуется определенной величиной доли светового потока, направляемого в нижнюю полусферу:
светильники прямого света (П) направляют в нижнюю полусферу больше 80% светового потока;
доля потока в нижней полусфере осветительных приборов преимущественно прямого света (Н) находится в пределах от 60 до 80% включительно;
источники рассеянного света (Р) излучают вниз от 40 до 60% общего светового потока;
приборы освещения с долей излучения в прямом направлении от 20 до 40% называются светильниками преимущественно отраженного света (В);
источники отраженного света (О) излучают в нижнюю полусферу не больше 20% включительно.
Наиболее часто в классификации осветительных приборов используются обозначения П, Р и О, которые соответствуют светильникам прямого, рассеянного и отраженного света.
Кривые силы света и их место в классификации
Процентная доля излучаемого светового потока в нижнюю полусферу не дает возможности точно рассчитать освещенность конкретного места или помещения. Чтобы устранить этот недостаток, в классификацию осветительных приборов были добавлены кривые силы света (КСС). Этот параметр светильника, наравне с классом светораспределения, позволяет точно рассчитать освещенность конкретного объекта.
Более подробно об углах рассеивания и кривых силы света можно прочитать в двух статьях на нашем сайте, первая из которых подробно описывает классификацию, а вторая больше ориентирована на практическое применение КСС.
Классы светильников по светораспределению
| Обозначение класса све-тильника по светораспре-делению | Наименование класса светильника по светораспределению | Доля светового потока направляемая в нижнюю полусферу  , % |
| П | Прямого света | Свыше 80 |
| Н | Преимущественно прямого света | 60 – 80 |
| Р | Рассеянного света | 40 – 60 |
| В | Преимущественно отраженного света | 20 – 40 |
| О | Отраженного света | 20 и менее |
Кривые силы света (КСС) светильников указанных классов (в любых меридиональных плоскостях в верхней и нижней полусферах) в зависимости от формы КСС подразделяются на 7 типов в соответствии с таблице 3.2. Форма КСС в таблице 3.2 является независимой характеристикой светораспределения, а не подклассом соответствующего класса, указанного в табл. 3.1.
Типы КСС светильников
| Обозначе-ние типа КСС | Наименование типа КСС в верхней и нижней полусферах | Зона возможных направлений максимальной силы света, град |
| К Г Д Л Ш М С | Концентрированная Глубокая Косинусная Полуширокая Широкая Равномерная Синусная | 0 – 15 0 – 30; 180 – 150 0 – 35; 180 – 145 35 – 55; 145 – 125 55 – 85; 125 – 95 0 – 90; 180 – 90 70 – 90; 110 – 90 |
В соответствии с классификацией каждому присваивается светотехническое наименование, которое образуется из наименований его класса по светораспределению и типа КСС. При этом в наименовании, как правило, указывается, какой полусфере или меридиональной плоскости свойственна данная типовая КСС. В наименовании не указывается, какой полусфере свойственна типовая КСС, если основной светотехнической характеристикой является его КСС в нижней полусфере.
Система обозначений разработана и утверждена ГОСТ для самой широкой группы светильников для помещений промышленных, общественных и жилых зданий, рудников и шахт, светильников для наружного освещения. В соответствии с ней каждому световому прибору присваивается шифр, структура которого по ГОСТ такова:
Тип источника света обозначается:
— лампы накаливания: общего назначения – Н, лампы-светильники (зеркальные и диффузные) – С, галогенные – И;
— люминесцентные лампы: прямые трубчатые – Л, фигурные (U, W-образные) и кольцевые – Ф, эритемные – Э;
— ртутные лампы типа ДРЛ – Р;
— металлогалогенные лампы – Г;
— натриевые лампы – Ж;
— бактерицидные лампы – Б;
— ксеноновые трубчатые лампы – К.
В шифре светильника после номера серии ставится тире, между числом ламп и цифрой, указывающей их мощность,— знак умножения. При отсутствии цифры 1, обозначающей число ламп в СП, после номера серии перед цифрой, указывающей мощность ламп, должен стоять знак умножения.
Примеры обозначений светильников:
1. Светильник с ЛН мощностью 500 Вт, общего назначения, подвесной, для промышленных предприятий, серии 05, модификации 016, климатического исполнения У, категории размещения 3: НСП05´500-016-УЗ.
2. Светильник с лампами типа ДРЛ мощностью 400 Вт, консольный, уличный, серии 08, модификации 014, климатического исполнения ХЛ, категории размещения 1: РКУ08´400-014-ХЛ1.
3. Светильник с двумя ЛН мощностью по 40 Вт, общего назначения, настольный, для жилых (бытовых) помещений, серии 02, модификации 005, климатического исполнения У, категории размещения 4: ННБ02-2´40-005-У4 («Орфей»).
Защита от воздействия среды обеспечивается выбором конструкционных и светотехнических материалов, а также герметизацией внутреннего объема СП или его отдельных полостей. Степень защиты обозначается двумя буквами IP (International Protection) и двумя цифрами. Показатели защищенности приведены в таблице 3.3.
Для административных помещений выбирают светильники преимущественно прямого, рассеянного и преимущественно отраженного света.
В станкостроительной и инструментальной промышленности в помещениях высотой 12 – 18 м. используются светильники концентрированного распределения с лампами ДРЛ.
Для освещения невысоких помещений (6 – 8 м) рационально использовать диффузные светильники типа ЛД.
Для помещений, где используются длинные светящие линии можно применять осветительные устройства типа ЛОУ. Конструкция подвесных потолков и условия технологии термоконтактных цехов прецизионного станкостроения требуют использования для их освещения встроенных светильников типа ВЛО [3].
В основных металлургических цехах целесообразны светильники глубокого, а иногда и концентрированного светораспределения. Во вспомогательных цехах применяют светильники глубокого, косинусного или полуширокого светораспределения
В высоких сталеплавильных, прокатных, электролизных и литейных цехах применяют глубокоизлучатели различных типов [3].
При малой высоте помещений и тяжелых условиях среды рекомендуются светильники ПВЛМ, ПВЛП.
Учитывая характер зрительных работ при механической обработке деталей типовые решения ориентированы на преимущественное использование люминесцентных ламп типа ЛБ. Лампы ДРЛ можно использовать в высоких цехах (свыше 10 м), в которых применяют зеркальные светильники. В основном предлагаются варианты освещения диффузионными светильниками типов ЛД (ЛДОР), ЛОУ и зеркальных ЛСПО1.
💡 Светотехника и освещение
Освещение в Киеве. Светильники, лампы, люстры, гирлянды
Классы светораспределения
Характеры светораспределения можно поделить на «верхняя» и «нижняя» полусферы для потолочных светильников, и на «передняя» и «задняя» полусферы к другим типам светильников, поскольку понятия верха и низа для них условны. Это встраиваемые, напольные, настольные, консольные и подвесные светильники.
Установлены семь типов кривых сил света (КСС): концентрированная, глубокая, косинусная или диффузная, полуширокая, широкая, синусная и равномерная.
У светильников с кривыми силами света типа концентрированная, глубокая и косинусная направление максимальной силы света совпадает с оптической осью или близко к ней, у типа синусная – перпендикулярно оптической оси. При широком типе максимальная сила света создается в направлениях, лежащих под углом от 55 до 85° к оптической оси. При полушироком — в направлениях от 35 до 55°. Типы широкая, полуширокая и косинусная могут быть «вывернутыми», поскольку они присущи светильникам не только с прямым или направленным характером светораспредиления, но и с отраженным и преимущественно отраженным. В этих случаях направление максимальной силы света относительно оптической оси соответствует углам 95-125°, 125- 145°, 180° (Д).
Осветительные приборы делятся на 7 видов по типовым кривым силы света:
К светотехническим параметрам светильников относятся также такие две величины, как яркость видимых частей светильников и защитный угол.
Одной из задач осветительного прибора является также защита глаз от воздействия на них высокой яркости. Предметы с высокой яркостью вызывают дискомфорт, снижение функций зрения и ослепленность. В технической документации часто регламентируется максимально допустимая яркость видимых частей светильников, устанавливаемых в помещениях с большим количеством компьютеров.
Ограничение яркости необходимо определенных угловых зонах – это углы от 0 до 30° к горизонтальному направлению.
Снизить яркость позволит экранировка источников света с помощью отражателей, экранирующих решеток, пластин или рассеивателей.
Снижая яркость создается защитный угол светильника – это угол, в пределах которого глаз защищен от прямого света ламп.
Следует знать, что отражатели и экранирующие решетки из непрозрачных материалов действительно защищают глаз от прямого воздействия источников света с высокой яркостью. А рассеиватели разных типов и экранирующие решетки из светопропускающих рассеивающих материалов уменьшают яркость ламп. Светильники с призматическими приломителями не должны использоваться в местах, где они попадают в поле зрения непосредственно или в виде бликов на блестящих предметах (стекло, монитор, металл), поскольку они не изменяют яркости источника света.
