Справочная информация по светотехнике

  • Термины и понятия
  • Виды источников света
  • Качество света и цветопередача
  • Система IP
  • Защита от поражения электрическим током
  • Архитектурное освещение. Основные понятия. История возникновения
  • Рекомендации по архитектурному освещению
  • ШИМ
  • Протокол DMX-512
  • Газоразрядная лампа — источник света, излучающий энергию в видимом диапазоне. Физическая основа — электрический разряд в парах металлов. В последнее время принято называть газоразрядные лампы разрядными лампами.

    Галогеновая лампа — лампа накаливания, в баллон которой добавлен буферный газ: пары галогенов (брома или йода).

    Индекс цветопередачи (коэффициент цветопередачи, CRI) – параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света. Кандела — одна из семи основных единиц измерения СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540×1012 герц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср. До 1970 г. называлась свечой.

    Контраст объекта различения с фоном К– фотометрически измеряемая разность яркости двух зон. Он определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона.
    Справка: контраст считается большим при К более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости), средним при К = 0,2...0,5 (заметно отличаются) и малым, если К менее 0,2 (мало отличаются).

    Коэффициент пульсации освещенности (Кп) – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током.

    Коэффициент отражения поверхности r характеризует ее способность отражать падающий на нее световой поток. Он определяется отношением отраженного светового потока к падающему.

    Компактная люминесцентная лампа(КЛЛ) — люминесцентная лампа, имеющая изогнутую форму колбы, что позволяет разместить лампу в светильнике меньших размеров. Такие лампы нередко имеют встроенный электронный дроссель. Компактные люминесцентные лампы разработаны для применения в конкретных специфических типах светильников, либо для замены ламп накаливания в обычных.

    Лампа накаливания — электрический источник света, в котором тело накала (тугоплавкий проводник), помещённое в прозрачный вакуумированный или заполненный инертным газом сосуд, нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока, в результате чего излучает в широком спектральном диапазоне, в том числе видимый свет. В качестве тела накала в настоящее время используется в основном спираль из сплавов на основе вольфрама.

    Люминофор — вещество, способное преобразовывать поглощаемую им энергию в световое излучение (люминесцировать). Люминесцентная лампа — газоразрядный источник света, в котором видимый свет излучается в основном люминофором, который в свою очередь светится под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; сам разряд тоже излучает видимый свет, но в значительно меньшей степени.

    Металлогалогенная лампа (МГЛ) — один из видов газоразрядных ламп (ГРЛ) высокого давления. Отличается от других ГРЛ тем, что для коррекции спектральной характеристики дугового разряда в парах ртути в горелку МГЛ дозируются специальные излучающие добавки (ИД), представляющие собой галогениды некоторых металлов.

    Освещенность (Е) – плотность светового потока на освещаемой им поверхности – световой поток, отнесенный к площади освещаемой поверхности S, измеряемой в м², при условии его равномерного распределения по поверхности, когда свет источника падает на нее перпендикулярно.

    Показатель ослепленности P – критерий оценки слепящего действия осветительной установки.

    Показатель дискомфорта (М) – критерий оценки дискомфортной блесткости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения. Он определяет степень дополнительной напряженности зрительной работы, вызванной наличием резкой разницы яркостей в освещенном помещении.

    Радиатор - устройство, отводящее тепло от чувствительных к нему элементов.

    Светотехника — это наука о свойствах света, возможностях и принципах его использования, а также о новых альтернативных источниках получения света. Светотехника как наука плотно связана с энергетикой, электроникой, оптикой, архитектурой. Наиболее востребованные и популярные направления светотехники — изучение и разработка световых приборов на основе светодиодов, световой дизайн.

    Свет     — электромагнитное излучение, испускаемое нагретым или находящимся в возбуждённом состоянии веществом, воспринимаемое человеческим глазом. Нередко, под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие области спектра.

    Светодиод или светоизлучающий диод (СД, СИД, LED англ. Light-emitting diode) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом или контактом металл-полупроводник, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его спектральные характеристики зависят в том числе от химического состава использованных в нём полупроводников.

    Светодиодный драйвер – устройство управления и питания, как отдельных светодиодов, так и групп светодиодов. Светодиодный драйвер дает необходимую начальную мощность и настраивает подачу тока, который протекает через светильник, вслед за запуском. За счет светодиодного драйвера модифицируется питание электрической сети 110-240 В переменного напряжения в низковольтное постоянное напряжение для питания светодиодных ламп и светотехнических приборов. Светодиодный драйвер защищает светодиоды от колебаний напряжения.

    Световая отдача источника света — отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности. Измеряется в люменах на ватт (лм/вт).

    Световой поток (Ф) - физическая величина, характеризующая «количество» световой энергии в соответствующем потоке излучения. Иными словами, это мощность такого излучения, которое доступно для восприятия нормальным человеческим глазом. Размерность светового потока - люмен (лм).

    Сила света (J)     — это количественная величина потока излучения, приходящегося на единицу телесного угла, предела его распространения. Иными словами это количество света (в люменах), приходящееся на 1 стерадиан.Размерность силы света - кандела (кд).

    Люкс(обозначение: лк, lx) — единица измерения освещённости в системе СИ. Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 м² при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 лм.

    Люмен (обозначение: лм, lm) — единица измерения светового потока в СИ. Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд × ср). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π люменам.

    Цветовая температура (спектрофотометрическая или колориметрическая температура; Тс) – характеристика хода интенсивности излучения источника света как функции длины волны в оптическом диапазоне. Согласно формуле Планка цветовая температура определяется как температура абсолютно чёрного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение. Характеризует относительный вклад излучения данного цвета в излучение источника, видимый цвет источника. Измеряется в кельвинах и миредах.

    Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается.
    Справка: фон считается светлым, если коэффициент отражения  r  больше 0,4; средним при r= 0,2...0,4 и темным, если r меньше 0,2.

    Фотон — элементарная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света). Это безмассовая частица, способная существовать только двигаясь со скоростью света. Электрический заряд фотона также равен нулю.

    Фотометрия — общая для всех разделов прикладной оптики научная дисциплина, на основании которой производятся количественные измерения энергетических характеристик поля излучения. На практике положения теории светового поля реализуются инженерной дисциплиной — Светотехникой.

    Яркость (В) — это поток, посылаемый в данном направлении единицей видимой поверхности в единичном телесном угле. Отношение силы света, излучаемого поверхностью, к площади её проекции на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения. Или — характеристика светящихся тел, равная отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению. В системе СИ измеряется в канделах на м².
    Справка: яркость люминесцентной лампы ~ 0,8 cd/м2, хорошо освещённой улицы - 2 cd/м2, полуденного солнца - 150 000 cd/м2. Сила света свечи - около 1 кд, а свет маяка может достигать силы 2 000 000 кд.

    DMX-512 — стандарт, описывающий метод цифровой передачи данных между контроллерами и световым, а также дополнительным оборудованием. Он описывает электрические характеристики, формат данных, протокол обмена данными и способ подключения.

    p-n-Переход (n — negative — отрицательный, электронный, p — positive — положительный, дырочный), или электронно-дырочный переход — область пространства на стыке двух полупроводников p- и n-типа, в которой происходит переход от одного типа проводимости к другому. p-n-Переход является основой для полупроводниковых диодов, триодов и других электронных элементов с нелинейной вольт-амперной характеристикой.

    RAL — немецкий цветовой стандарт, разработанный в 1927 году Государственным комитетом по условиям поставок по просьбе производителей лакокрасочной продукции.Институт установил стандарт на цветовое пространство, разделив его на диапазоны и обозначив каждый цвет однозначным цифровым индексом.



    Светоцветовая среда города - среда, образованная в вечерне-ночное время освещенными территориями и объектами,светящими фасадами, цветом света средств освещения, их отражениями от водных и иных поверхностей.

    Светоцветовое пространство:городские виды, панорамы -светоцветовая среда определенной территории или объекта,зрительно воспринимаемая человеком с точек обзора.

    Световой силуэт города - вид или панорама, образованные освещенными и светящими зданиями, сооружениями или их комплексами, обозреваемыми на фоне неба в вечерне-ночное время.

    Средства освещения:
    Архитектурное освещение     - освещение фасадов зданий, сооружений, произведений монументального искусства для выявления их архитектурно-художественных особенностей и эстетической выразительности.

    Ландшафтное освещение - декоративное освещение зеленых насаждений, других элементов ландшафта и благоустройства в парках, скверах, пешеходных зонах с целью проявления их декоративно-художественных качеств.

    декоративное освещение - привлекательное художественно- декоративное оформление светом элементов ландшафта, водоемов, фонтанов и малых архитектурных форм, а также участков территорий парков, скверов, набережных, площадей и общественных зданий различного назначения;

    утилитарное (функциональное) наружное освещение - освещение проезжей части магистралей, тоннелей, эстакад, мостов, улиц, площадей, автостоянок, функциональных зон аэропортов и территорий спортивных сооружений, а также пешеходных путей городских территорий с целью обеспечения безопасного движения автотранспорта и пешеходов и для общей ориентации в городском пространстве;

    иллюминация - праздничное декоративное освещение, оформление, предназначенное только для украшения улиц, площадей, зданий, сооружений и элементов ландшафта без необходимости создания определенного уровня освещенности;

    Наружное освещение - все виды освещения, используемые вне зданий или сооружений: утилитарное, архитектурное, декоративное, ландшафтное. Динамическое (динамичное) освещение - использование цвета, светоцветовой динамики, светопроекции и создание световых эффектов с помощью лазерных и прожекторных пучков света.

    Акцентирующее (акцентное) освещение - выделение светом (белым или цветным, постоянным или динамичным) отдельных объектов и деталей на менее освещенном фоне.

    Заливающее освещение - освещение поверхности объекта или участка местности прожекторами заливающего света, удаленными на расчетное расстояние от объекта, без выделения отдельных его частей.

    Локальное освещение - освещение части здания или сооружения, а также отдельных элементов окружающей среды осветительными приборами с небольшого расстояния. Вертикальная освещенность, Ев, лк - освещенность вертикальной плоскости.

    Горизонтальная освещенность (Ег, лк) - освещенность горизонтальной плоскости. Освещенность полуцилиндрическая (в точке) Епц, лк - характеристика насыщенности светом пространства. Отношение Ег/Епц используется для оценки тенеобразующих свойств освещения.

    Слепящее действие - ощущение, производимое яркостью в пределах поля зрения, значительно большей, чем яркость поля зрения, сопровождающееся раздражением, дискомфортом или потерей зрительной работоспособности.

    Светящий фасад - светотехнический эффект за счет освещения интерьера здания или сооружения и частичного прохождения света через светопропускающие ограждающие поверхности во внешнее пространство.

    Контурное освещение - выделение основных архитектурных деталей зданий и сооружений световыми линиями на фоне слабо освещенных или светящих фасадов. Выполняется с использованием гирлянд, шнуров или линейных светильников.

    Силуэтное освещение - освещение, создающее необходимый контраст между затемненными скульптурными или архитектурными элементами и их композициями и светлым фасадом здания.

    Световая графика - создание светографического рисунка объемного в пространстве или на поверхности здания или сооружения с помощью: источников света, лазеров, голограмм, слайдов.

    Световая живопись - проекционные многоцветные изображения статического или динамического характера на зданиях, сооружениях, элементах ландшафта, осуществляемые мощными прожекторами.
  • Лампа накаливания — электрический источник света, в котором тело накала (тугоплавкий проводник), помещённое в прозрачный вакуумированный или заполненный инертным газом сосуд, нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока, в результате чего излучает в широком спектральном диапазоне, в том числе видимый свет. В качестве тела накала в настоящее время используется в основном спираль из сплавов на основе вольфрама.
    Лампы накаливания - тепловой источник света, спектр которого отличается от дневного света преобладанием желтого и красного излучения и полным отсутствием ультрафиолета. Применяются такие лампы, как правило, в бытовом и декоративном освещении, а также там, где к освещению не предъявляют особых требований, а потребление и срок службы ламп не являются определяющими факторами.

    Основные преимущества:
    •    налаженность в массовом производстве, малая стоимость, небольшие размеры, отсутствие пускорегулирующей аппаратуры, отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации, отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе, приятный и привычный в быту спектр и т.п.
    Основные недостатки:
    •    низкая световая отдача, относительно малый срок службы, хрупкость, чувствительность к удару и вибрации, резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения, пожарная опасность, световой коэффициент полезного действия ламп накаливания, определяемый как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности, потребляемой от электрической сети, весьма мал и не превышает 4 %.

    В связи с необходимостью экономии электроэнергии и сокращения выброса углекислого газа в атмосферу, во многих странах введён или планируется ввод запрета на производство, закупку и импорт ламп накаливания, с целью стимулирования замены их на энергосберегающие лампы (компактные люминесцентные лампы, светодиодные лампы и др.).

    Галогенная лампа — лампа накаливания, в баллон которой добавлен буферный газ: пары галогенов (брома или йода). Это повышает срок службы лампы до 2000—4000 часов, и позволяет повысить температуру спирали. Непрерывный спектр галогенных ламп близок к спектру абсолютно чёрного тела с температурой 2800–3000K, и возможность создания разнообразных световых оттенков. Хотя галогенные лампы не достигают эффективности люминесцентных и тем более светодиодных ламп, их преимущество состоит в том, что они могут быть без каких-либо доработок использованы как прямая замена обычных ламп накаливания. Они также активно используются в автомобильных фарах благодаря их повышенной светоотдаче, долговечности, устойчивости к колебаниям напряжения, малым размерам колбы.
     
    Основные преимущества:
    •    высокая светоотдача, стабильно яркий свет на протяжении срока службы, миниатюрная конструкция, возможность регулирования светового потока, высокий уровень безопасности, особенно в условиях повышенной влажности (низковольтные лампы).
    Основные недостатки:
    •  чувствительность к жировым загрязнениям, сложности при монтаже, высокая температура колбы (может достигать 500 °С)

    Люминесцентная лампа — газоразрядный источник света, его световой поток определяется свечением люминофора, который в свою очередь светится под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; сам разряд тоже излучает видимый свет, но в значительно меньшей степени. Световая отдача люминесцентной лампы в несколько раз больше, чем у ламп накаливания аналогичной мощности. Срок службы люминесцентных ламп может в 10 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу включений и выключений.
    Наиболее распространены газоразрядные ртутные лампы высокого и низкого давления. Лампы высокого давления применяют в основном в уличном освещении и в осветительных установках большой мощности, в то время как лампы низкого давления применяют для освещения жилых и производственных помещений.

    Основные преимущества:
    •  по сравнению с лампами накаливания обеспечивает такой же световой поток, но потребляют в 4-5 раз меньше энергии, имеют низкую температуру колбы, повышенный срок службы.
    Основные недостатки:
    •  снижают световой поток при повышенных температурах, содержат ртуть (в дозах от 1 до 70 мг), не приспособлены к работе при температуре воздуха ниже 15-20 °С. В условиях низкой температуры и повышенной влажности они плохо загораются и выходят из строя.

    Газоразрядные лампы высокого давления. Особенностями газоразрядных ламп, по словам специалистов, является их высокая светоотдача и длительный срок службы в широком диапазоне температур окружающей среды. Они отлично работают при минусовой температуре.
    В группу газоразрядных ламп входят:
    •    металлогалогенные лампы;
    •    натриевые лампы;
    •    ртутные лампы.
    Металлогалогенные лампы - это ртутные лампы высокого давления, в которых используются добавки из йодидов металлов, в том числе редкоземельных, а также сложные соединения цезия и галогенида олова. Все эти добавки значительно улучшают световую отдачу и характеристики цветопередачи ламп при ртутном разряде.

    Основные преимущества:
    •    высокая световая отдача, длительный срок службы (до 15000 часов), компактные размеры.
    Основные недостатки:
    •    не подходят для плавной регулировки, долгое зажигание и перезажигание.

    Натриевые лампы принадлежат к числу наиболее эффективных источников видимого излучения: они обладают самой высокой световой отдачей среди газоразрядных ламп, экономны и имеют длительный срок службы. Натриевые лампы бывают высокого (излучают свет теплого желтого цвета, подходящий для освещения больших парков, дорог и площадей) и низкого давления (идеально подходят для уличного освещения).

    Основные преимущества:
    •    высокий уровень светоотдачи, длительный срок службы (до 32 000 часов), высокая экономичность.
    Основные недостатки:
    •    плохая цветопередача (Ra = 20), долгое зажигание и перезажигание (до 10 минут).

     В ртутной лампе используется излучение электрического разряда в парах ртути. У этих ламп высокая светоотдача при относитально небольших габаритах и длительный срок службы. 40% излучения приходится на ультрафиолетовую область спектра. Для увеличения светоотдачи ультрафиолетовое излучение преобразуют в видимый свет с помощью люминофора, которым покрыта колба лампы.

    Основные преимущества:
    •    широкий диапазон мощностей, достаточный уровень световой отдачи (30-60 лм/Вт), большой срок службы (до 12 000 часов), не требуют пускорегулирующего аппарата, компактные размеры.
    Основные недостатки:
    •    плохая цветопередача, долгое зажигание и перезажигание (до 5 минут).

    СВЕТОДИОД или светоизлучающий диод (СД, СИД, LED англ. Light-emitting diode) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным (p-n) переходом или контактом металл-полупроводник, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его спектральные характеристики зависят в том числе от химического состава использованных в нём полупроводников.

    По сравнению с другими электрическими источниками света, светодиоды имеют следующие преимущества:
    •    Высокая световая отдача.
    •    Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих).
    •    Длительный срок службы - от 30000 до 100000 часов. Но и он не бесконечен — при длительной работе и/или плохом охлаждении происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости.
    •    Спектр современных светодиодов бывает различным - от тёплого белого = 2700 К до холодного белого = 6500 К.
    •    Малая инерционность - включаются сразу на полную яркость.
    •    Количество циклов включения-выключения не оказывают существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света - ламп накаливания, газоразрядных ламп).
    •    Различный угол излучения.
    •    Безопасность — не требуются высокие напряжения, низкая температура светодиода или арматуры, обычно не выше 60 градусов Цельсия.
    •    Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
    •    Экологичность - отсутствие ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения в отличие от люминесцентных ламп.

    Светодиоды, изготовленные из разных полупроводниковых материалов, излучают свет разных цветов. Разные материалы испускают фотоны с разными длинами волн, что соответствует разным цветам видимого света. В первых светодиодах использовались такие материалы, как фосфид галлия (GaP), тройное соединение AIGaAs и тройное соединение GaAsP. Они создавали излучение от красного до желто-зеленого цвета. В настоящее время GaP, AIGaAs и GaAsP используются только для изготовления индикаторных светодиодов, так как большие токи, необходимые для получения излучения, и большое тепло, выделяющееся при работе светодиодов, изготовленных из этих материалов, значительно сокращают срок их службы. Для производства осветительных светодиодов используются новые материалы, способные выдерживать необходимые уровни тока, высокий нагрев и высокую влажность. В красных и янтарных светодиодах высокой яркости применяются полупроводники алюминий – индий – галлий (AllnGaP), в синих, зеленых и голубых – индий – нитрид галлия (InGaN). Светодиоды, изготовленные из AllnGaP и InGaN, в совокупности перекрывают почти всю область спектра видимого излучения с промежутком в области зелено-желтого и желтого цветов. Корпоративные цвета с применением желтого (например, Shell или McDonald’s) трудно получить с помощью одноцветных светодиодов. Одним из способов получения «сложных» цветов является совместное использование в одном осветительном приборе светодиодов разных типов.

    Для использования в целях освещения светодиоды должны быть объединены в систему, включающую оптику, драйверы, источники питания и теплоотводы.
    К основным компонентам светодиодного светового прибора относятся:
    • Собственно сами светодиоды и электроника, обеспечивающая их работу.
    • Источник питания с микропроцессорным управлением, преобразователи напряжения и схемы управления.
    • Устройства для отвода тепла (вентиляционные отверстия и радиаторы).
    • Линзы и средства нацеливания для направления, смешивания и рассеивания света.
    Дополнительно светодиодные световые приборы обычно включают постоянно подсоединенные или отсоединяемые кабели для подключения к источнику питания. Линейные светильники, например, осветительные приборы для световых карнизов и рабочего освещения, обычно снабжены стыковочными разъемами, кабельными перемычками и другими устройствами для установки приборов с различными интервалами и в различной конфигурации.

    Историческая справка:
    Первый красный светодиод был создан в 1962 г. Ником Холоньяком (Nick Holonyak) в компании General Electric. Монохромные красные светодиоды в 60-е гг. прошлого столетия применялись для производства небольших световых индикаторов, используемых в электронных приборах. Хотя они испускали тусклый свет и имели низкую энергоэффективность, технология оказалась перспективной и стала быстро развиваться. В начале 70-х гг. появились зеленые и желтые светодиоды. Они использовались в наручных часах, калькуляторах, электронных приборах, в светофорах и указателях «Выход». Эффективность светодиодов по световому потоку постоянно увеличивалась, и к 1990 г. световой поток красных, желтых и зеленых светодиодов достиг значения 1 люмен (лм).
    В 1993 г. Суджи Накамура (Shuji Nakamura), инженер, работающий в компании Nichia, создал первый синий светодиод высокой яркости. Так как красный, синий и зеленый являются тремя главными составляющими света, теперь с помощью светодиодов можно было получить любой цвет освещения, включая белый. Белые люминофорные светодиоды – это светодиоды, объединяющие синий или ультрафиолетовый светодиод с люминофорным покрытием, впервые появились в 1996 г. В конце 90-х гг. светодиоды постепенно заменяют лампы накаливания там, где требуется окрашенный свет.
    После 2005 гг. уровень светового потока светодиодов достиг значения 100 лм и выше. Появились белые светодиоды с теплыми и холодными оттенками, подобными образуемым лампами накаливания, люминесцентными лампами и схожие с естественным освещением. Постепенно светодиоды составили конкуренцию традиционным источникам света и стали применяться в театральном и сценическом освещении.
    В настоящее время светодиоды широко используются в различных системах общего освещения. По мнению Департамента энергетики (Department of Energy) и Ассоциации развития оптоэлектронной промышленности (Optoelectronics Industry Development Association), к 2025 г. светодиоды станут самым распространенным источником света в жилых домах и офисах.
  • Понятие «качество света» применяется как к цветному, так и к белому свету. Такие характеристики, как постоянство, насыщенность и точность
    цвета, относятся как окрашенному, так и к белому свету, но при этом для белого света, используемого для общего освещения, применяются и другие параметры. Двумя основными характеристиками качества белого света являются коррелированная цветовая температура (Тцв) и индекс цветопередачи. Коррелированная цветовая температура показывает, каким является белый свет – теплым (красноватым), нейтральным или холодным (голубоватым).
    Индекс цветопередачи показывает, насколько хорошо источник света передает цвета освещаемых предметов. Этот параметр является количественным показателем качества воспроизведения цветовых оттенков по шкале от 0 до 100. По определению, индекс цветопередачи солнечного света или освещения лампами накаливания равен 100. Максимальное подобие воспроизводимых цветов по отношению к эталонному источнику света также соответствует значению индекса, равному 100.
    МКО разработала тест, позволяющий измерить, как цвета восьми стандартных цветовых образцов, обозначенных R1–R8, меняются при освещении источником света по отношению к освещению эталонным источником света. Цвета восьми образцов имеют относительно низкую насыщенность и равномерно распределены по всему диапазону тонов. Некоторые производители осветительных приборов также используют образец R9, имеющий насыщенный красный цвет. Индекс цветопередачи, обозначаемый Ra, определяется по результатам измерений для всех образцов цвета.

    Минимально приемлемое значение индекса цветопередачи источника света зависит от области его применения:
    • Значение индекса цветопередачи в диапазоне 90–100 требуется в медицинских, торговых и производственных помещениях, в которых точная цветопередача является критично важной.
    • Для большинства офисных, торговых, образовательных и других рабочих и жилых помещений индекс цветопередачи должен быть не ниже 70–90.
    • В производственных, охранных и складских помещениях, где точная цветопередача не имеет большого значения, могут использоваться
    источники света с минимальным индексом цветопередачи, равным 50. Выпускаемые в настоящее время осветительные приборы с белыми
    люминофорными светодиодами имеют индекс цветопередачи 80 или больше, что сравнимо с этим параметром у компактных люминесцентных ламп, кварцевых металлогалогенных ламп и некоторых холодно-белых люминесцентных ламп. Осветительные приборы на таких светодиодах имеют индекс цветопередачи, достаточный для большинства областей применения.
  • Система IP (Ingress Protection), разработанная МЭК (CIE/IEC 529:1989), определяет различные степени защиты светильников от проникновения инородных тел, пыли и влаги. Понятие инородные тела включает в себя такие предметы как пальцы и инструменты, которые могут касаться токоведущих частей. В рамках системы определены как аспекты безопасности (контакт с токоведущими частями), так и вредные воздействия, влияющие на работу светильников. Стандарт МЭК 529 содержит полное описание испытательных процедур для определения класса защиты светильника. Необходимо отметить, что условия проведения испытаний могут отличаться от реальных условий эксплуатации. Обозначение степени защиты состоит из характерных букв IP, за которыми следуют две цифры. Значение цифр соответствует условиям, описание которых приведено в таблицах.Минимальный класс защиты от возможного прикосновения пальцами к токоведущим частям - IP20. Необходимо отметить, что спецификация и безопасность светильников будут обеспечены только в том случае, если все необходимые процедуры по их обслуживанию проводятся вовремя и в строгом соответствии с инструкциями производителя.

    На упаковке любого светильника, имеющего даже минимальную степень защиты от любого внешнего воздействия, информация о степени защиты, как правило, содержится. Соответственно, если ни на коробке, ни в руководстве по эксплуатации нет полезных сведений о защищенности товара, это означает только то, что светильник абсолютно не защищен (говоря языком стандартов, имеет степень защиты IP20).

    Наиболее распространены классы защиты IP:

    IP20 светильники могут применяться для внутреннего освещения в нормальной незагрязненной среде. Типовые области применения: офисы, сухие и теплые промышленные цеха, магазины, театры.
    IP21 / IP22 светильники могут применяться в неотапливаемых (промышленных) помещениях и под навесами, так как они защищены от попадания капель и конденсации воды.
    IP23 светильники могут применяться в неотапливаемых промышленных помещениях или снаружи.
    IP43 / IP44 светильники тумбовые и консольные для наружного уличного освещения. Тумбовые светильники устанавливаются на небольшой высоте и защищены от проникновения внутрь мелких твердых тел, а также дождевых капель и брызг. Для промвшленных светильников, используемых для освещения высоких цехов, и уличных светильников распространенной комбинацией является защита электрического блока по классу IP43 (для обеспечения безопасности), а оптического блока по классу IP54/IP65 (чтобы предотвратить загрязнение отражателя и лампы).
    IP50 светильники для пыльных сред, защищенные от быстрого внутреннего загрязнения. Снаружи светильники IP50 могут легко очищаться. На объектах пищевой промышленности следует применять закрытые светильники, в которых предусмотрена защита от попадания осколков стекла от случайно разбитых ламп в рабочую зону. Хотя степень защиты предусматривает обеспечение работоспособности самого светильника, она также означает, что отдельные частицы не могут выпасть из корпуса, что соответствует требованиям пищевой промышленности. Для освещения помещений с повышенной влажностью светильники с IP50 применять нельзя.
    IP54 традиционный класс для водозащищенного исполнения. Светильники можно мыть без каких-либо отрицательных последствий. Такие светильники также часто используют для освещения цехов пищевой промышленности, рабочих помещений с повышенным содержанием пыли и влаги, а также под навесами.
    IP60 светильники полностью защищены от накопления пыли и могут использоваться в очень пыльной среде (предприятия по переработке шерсти и тканей, в каменоломнях) и для освещения предприятий пищевой промышленности (по соображениям, изложенным выше). Светильники в исполнении IP60 встречаются редко. Чаще там, где требуется IP60, применяют класс IP65/IP66.
    IP65/IP66 относятся к струезащитным светильникам, которые применяются там, где для их очистки используются струи воды под давлением или в пыльной среде. Хотя светильники не являются полностью водонепроницаемыми, проникновение влаги не оказывает никакого вреда на их функционирование.     IP65 / IP66 светильники часто выпускаются в ударозащищенном исполнении.
    IP67  - светильники этого класса можно кратковременно погружать в воду, однако они не могут быть использованы для освещения бассейнов, фонтанов и т.п.
    IP68 - светильники этого класса можно погружать в воду на длительное время. Могут применяться для подводного освещения бассейнов и фонтанов.
  • Всего регламентировано 4 класса защиты светильника от поражения электрическим током. Светильники класса защиты I применяются во внутренних сухих помещениях при наличии хорошего заземления, светильники с классом защиты II применяются во всех остальных случаях, кроме тех, когда необходимо питание низким напряжением. Класс защиты от поражения электрическим током III подразумевает питание светильников низким напряжением. Классы защиты светильников от поражения электрическим током представлены в таблице ниже.

    Класс защиты

    Символ

    Защита

    0

     

    Только общая изоляция (не рекомендована)

    I

     

    Общая изоляция плюс защитная заземляющая клемма

    II

     

    Двойная или усиленная изоляция, защитное заземление не предусмотрено

    III

     

    Питание сверхнизким напряжением
  • Архитектурное освещение – это направление светового дизайна, занимающееся художественной подсветкой фасадов зданий. Основная задача архитектурного освещения – создание запоминающегося образа здания, органично вписывающегося в общую концепцию ночного облика города. С помощью грамотно выполненной архитектурной подсветки можно подчеркнуть художественные особенности здания, выразительные архитектурные элементы, такие как барельефы, колонны, портики, наличники окон и пр., придать зданию нарядный вид в ночное время. Именно архитектурное освещение требует от специалистов светодизайнеров не только глубоких технических знаний, но и значительного творческого потенциала.

    Проектирование светодиодной подсветки зданий представляет собой визуализацию в трехмерных компьютерных программах предлагаемой концепции освещения. Исходя из требований заказчика и архитектурных особенностей здания, учитывая технические параметры подходящего для этих целей светотехнического оборудования, светодизайнер создает компьютерную модель подсветки фасада здания в темное время суток. Только специалисты высокого уровня могут гарантировать соответствие конечного результата нарисованной картинке. Для проектирования архитектурной подсветки существуют специализированные программы, позволяющие минимизировать разницу между задуманным и реализованным. Это прежде всего DIALux и 3Dmax. Разработанная немецкой компанией DIAL GmbH, программа DIALux предназначена для выполнения светотехнических расчетов внутреннего и внешнего освещения.

    Результаты расчета могут быть представлены в различных вариантах:
    • общий трехмерный (3D) вид освещенного помещения;
    • графическое изображение распределения освещенности;
    • таблицы распределения освещенности, изолинии;
    • график освещенности;
    • визуальное и табличное отображение параметра энергооценки освещения;
    • ведомость светильников и паспортные данные.

    Требования к оборудованию
    К оборудованию, используемому для организации архитектурного освещения, предъявляются совершенно иные требования, чем к тому, что применяется для внутреннего освещения. Главное требование, помимо растущей значимости эстетической составляющей, это высокая степень контроля и защищенность светотехнического оборудования от различного рода внешних природных воздействий и климатических условий. У световых приборов должен быть герметичный, устойчивый к механическим воздействиям корпус, без дополнительных швов, для предотвращения попадания влаги. Источники света должны иметь степень пыле- и влагозащиты не менее IP 65.
  • Для создания выразительного художественного архитектурного облика сооружения при разработке освещения необходимо учитывать:
    • тип и назначение освещаемого объекта;
    • расположение и роль объекта в городском ансамбле;
    • композиционные особенности объекта - размеры, структуру, архитектурный стиль, характер пластики, а также фактуру и цвет облицовочных и строительных материалов;
    • направление и расстояние, с которых может наблюдаться объект.
    Примечание: Направление визирования. С самого начала необходимо определиться с т.н. главной линией наблюдения - от этого зависит выбор подхода к световому решению. Допустим, если объект предполагается наблюдать издалека, то важна высокая яркость, а деталировка уходит на второй план. Когда же, напротив, объект рассматривается с небольшого расстояния, то детали приобретают первостепенное значение.

    Установка оборудования
    При создании проекта необходимо заранее определить место установки прибора и уже исходя из этого подбирать светильник и рассчитывать освещенности. Осветительные приборы монтируются в доступных для этого местах: на земле либо на крышах противоположных домов, на мачтах уличного освещения. Следует помнить, что реализация каждого решения связана с определенными сложностями. Так, установка прибора на мачте уличного освещения влечет эксплуатационные проблемы, а добиться разрешения установки прожекторов на соседних домах не всегда возможно - не каждый домовладелец позволит это сделать - более того, этот вариант тоже не идеален в отношении эксплуатации. Самое простое решение - установить приборы непосредственно на фасаде. Но и этот метод не лишен недостатков - конфликтует с принципами архитектурного освещения: около светильника создаются яркие пятна.

    Существует семь основных приемов архитектурного освещения:
    1. общее заливающее освещение, в том числе динамическое;
    2. акцентное освещение (локальное и зональное освещение);
    3. световые фасады;
    4. фоновое/силуэтное освещение;
    5. контурное освещение;
    6. динамичное цветовое освещение;
    7. проецирование графики на фасады

    Заливающее освещение с одной стороны является одним из видов общего освещения, а с другой – одним из видов освещения вертикальных поверхностей. Для освещения спортивных площадок, а также для подсветки больших наружных поверхностей архитектурных сооружений
    часто используются светодиодные светильники со сверхвысокой интенсивностью света, например, линейный светильники серии IntiLINE.

    Акцентное освещение по своей природе является декоративным. Иногда сами светильники акцентного освещения используются в качестве
    украшения, но гораздо чаще в декоративных целях используется излучаемый ими свет.
    Светильники акцентного освещения представлены в широком ассортименте, от небольших прожекторов для подсветки скульптур и малых архитектурных и ландшафтных объектов, подвесных светильников для изысканного освещения ресторанов и баров или для получения декоративных пятен белого и меняющегося цветного света до погружаемых в воду светильников для освещения фонтанов, бассейнов и т. п. В линейке продукции IntiLED для акцентного освещения предназначены серии IntiRAY, IntiROLL, IntiTOP.
  • Изменение яркости светодиода (диммирование)внутри светильника может осуществляться аналоговым методом, а также методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). При аналоговом методе для регулировки светового потока просто меняется сила тока. С ее увеличением световой поток светодиода увеличивается, но, чем больше сила тока, тем меньше это увеличение. Таким образом, с увеличением силы тока светоотдача светодиода (отношение светового потока к потребляемой мощности) уменьшается. К тому же, увеличение силы тока сказывается на ходе деградации светодиодов по мере наработки, и, соответственно, на общем сроке их службы. Также меняются спектральные характеристики светодиода. Для цветных светодиодов это приводит к цветовому искажению, для белых - к изменению цветовой температуры. По всем перечисленным причинам данный метод можно считать неудобным в использовании.

    Более эффективен метод ШИМ. Суть его заключается в том, что на светодиод подается не постоянный, а импульсно-модулированный ток, причем ширина импульсов и пауз между ними может изменяться. Проще говоря, ШИМ — это соотношение времени включенного и выключенного состояния светодиода. Переключение происходит на частоте выше 70 Гц. «Мерцание» на таких высоких частотах незаметно для зрительного восприятия. Компания "IntiLED" применяет частоту около 400 Гц, при которой это условие выполняется с большим запасом.

    Широтно-импульсная модуляция ШИМ возможна благодаря безынерционности светодиодов, именно это качество делает их незаменимыми, когда необходимо высокое быстродействие. Внешняя регулировка яркости возможна за счет использования того же внешнего ШИМ (в этом случае все светильники будут светить с одинаковой яркостью), либо за счет использования протокола DMX-512, позволяющего обращаться к каждому светильнику в отдельности и корректировать параметры его работы (в том числе и яркость).
  • DMX-512 — стандарт, описывающий метод цифровой передачи данных между контроллерами и световым, а также дополнительным оборудованием. Он описывает электрические характеристики, формат данных, протокол обмена данными и способ подключения. Этот стандарт предназначен для организации взаимодействия между контроллерами и оконечными устройствами, произведенными разными производителями.

    DMX-512 — сокращение от английского Digital Multiplex с 512 индивидуальными информационными каналами. До появления единого цифрового протокола управление проводилось по отдельным проводам с управляющим напряжением, идущим к каждому устройству, или с помощью разнообразных цифровых и мультиплексированных аналоговых связей. Системы были громоздкими и неудобными, а также ограничивали пользователей, которые при выборе одной системы были скованы необходимостью приобретать остальное оборудование у того же производителя в соответствии с тем же стандартом. Ситуация изменилась в 1986 г., когда комитетом USITT (United States Institute for Theatre Technology) был разработан протокол DMX-512. Это позволило объединить различные устройства управления (пульты и т. п.) с различными оконечными устройствами (диммерами и т. д.) от разных производителей.

    DMX-512 создан на основе стандартного промышленного интерфейса EIA/TIA-485 (известного как RS-485). Для передачи данных используется кабель с двумя проводами в общем экране с трехконтактным разъемом XLR. На самом дальнем от управляющего устройства конце линии обязательно ставится терминатор. Корректная работа сети DMX-512 (особенно при использовании длинных кабелей) возможна только в том случае, когда от передающего устройства к принимающему идет одна единственная линия. В линию может быть включено до 32 устройств, расположенных как угодно по всей ее длине.

    Стандарт DMX-512 позволяет управлять по одной линии связи одновременно 512 каналами (один прибор может использовать иногда несколько десятков каналов). По одному каналу передается один параметр прибора, например: в какой цвет окрасить луч, какой рисунок выбрать и т. п. Каждый прибор имеет определенное количество управляемых дистанционно параметров и занимает соответствующее количество каналов в пространстве DMX-512. Протокол DMX-512 имеет ряд преимуществ и недостатков, но он получил большое распространение и сейчас де-факто является главным стандартом создания большинства светотехническим систем.