Применяемые для освещения помещений светильники отличаются не только дизайном. У них есть электротехнические характеристики. Основные из них: потребляемая мощность, освещённость и световая отдача. Будь-то настольная лампа, бра, спот, люстра, точка — у всех есть источник света с указанными тремя параметрами. Без хотя бы поверхностного понимания этих физических величин невозможно выбрать действительно качественный светильник.
Упрощает задачу то, что все эти параметры тесно взаимосвязаны, и два из них достаточно легко измерить. Со светоотдачей чуть сложнее. Но и с ней можно разобраться без лаборатории, в домашних условиях. Из этого материала вы узнаете — что такое световая отдача, как она связана с качеством осветительных приборов, в чём измеряется, от чего зависит, на что обращать внимание при выборе светильников, кроме внешнего вида. Без непонятных научных терминов и трёхэтажных формул.
Популярно о технических характеристиках светильников
Все светильники имеют одинаковое принципиальное устройство. Внутри есть источник света — лампочка, светодиод — который освещает, преобразуя потребляемую электроэнергию в свет. Одним из показателей качества светильника является его эффективность. В большей мере она зависит от того, насколько яркий свет даёт источник, потребляя определённое количество электроэнергии. Чем ярче, и чем ниже потребляемая мощность, тем он качественнее.
Световая отдача источника света — это показатель эффективности преобразования электроэнергии в свет. Выражается через отношение светового потока к потребляемой мощности.
Теперь рассмотрим, в чём измеряется световая отдача источника света. Для этого необходимо познакомиться с двумя техническими характеристиками — потребляемой мощностью и световым потоком.
Потребляемая мощность — это количество электроэнергии, необходимое для нормальной работы осветительного прибора. Измеряется в ваттах (Вт) и для многих является знакомой и понятной характеристикой. С точки зрения пользователя от потребляемой светильником мощности напрямую зависит стоимость его эксплуатации. Чем больше ватт потребляет прибор, тем больше киловатт-часов «намотает» счётчик электроэнергии за период времени.
Световой поток — это количество света, излучаемого источником — лампой, светодиодной матрицей. Измеряется в люменах (лм) и часто указывается в характеристиках лампочек. Зависимость очень простая для понимания — чем больше люменов, тем ярче светит и лучше освещает.
Поскольку светоотдачей является отношение светового потока к потребляемой мощности, то выразить эту характеристику можно в люменах на ватт (лм/Вт). Такой параметр указывают на осветительной технике далеко не все производители. Однако его можно теоретически рассчитать, «не отходя от кассы». Для этого нужно найти в параметрах световой поток в люменах, и разделить его на мощность, указанную в ваттах.
Рассмотрим это на примере вот такой светодиодной лампочки.
Данный экземпляр при мощности 50 Вт отдаёт световой поток 5000 лм. То есть, по заявлению производителя светоотдача этой LED лампы — 5000 / 50 = 100 лм/Вт. Забегая наперёд, отметим, что это вполне реальная цифра. То есть, производитель не завысил характеристики на коробочке, с чем сегодня можно столкнуться повсеместно.
Теперь вернёмся к тому, что означает полученная нами цифра. А это и есть ни что иное, как показатель эффективности источника света. Светоотдача напрямую показывает, насколько эффективно лампа или светодиодная матрица превращает потраченную электроэнергию в свет. Больше всего эта характеристика зависит от технологии изготовления источника света. Немного меньше от его качества. То есть, две похожие с виду светодиодные лампы могут иметь разную светоотдачу. Других типов искусственных источников света это тоже касается.
Аналогия и промежуточные итоги
Если из вышесказанного не до конца понятно, как эффективность светильника связана с его световой отдачей, полезно применить аналогию. Представьте себе автомобиль. Показателем его эффективности является расход топлива в литрах на километры пробега. Автомобиль будет тем эффективнее и экономичнее, чем меньше топлива ему требуется для преодоления определённого расстояния. Например, потратив 10 литров бензина, на Жигулях можно проехать 100 километров, а на Камазе только 10 километров.
Со светильниками всё то же самое. Две модели одинаковой мощности могут светить с разной яркостью. От чего это зависит, рассмотрено дальше. Но больше всего от того, какого типа источник света применён в светильнике.
Итог по характеристикам. Светоотдача — это качественная характеристика светильников. Измеряется в люменах на ватт, но на упаковке обычно не указывается. Рассчитать её можно по мощности и световому потоку, которые почти всегда доступны в виде ваттов и люменов. На практике чем выше светоотдача, тем эффективнее и экономичнее светильник.
Светоотдача распространённых источников света
В светильниках используются источники света, кардинально отличающиеся устройством, принципом работы и, как следствие, световой отдачей. Исторически более экономичные лампы постепенно вытесняют с рынка устаревшие, менее эффективные. Сегодня «вершину Олимпа» занимает LED технология. А ещё «вчера» там были люминесцентные «экономки».
Наглядно увидеть разницу в светоотдаче распространённых источников света можно вот в этой таблице.
Возьмём из представленной таблицы знакомую всем лампу накаливания «сотку» (100 Вт) и лидера в современном мире искусственного света светодиод примерно такой же мощности (80 Вт). Первая даёт световой поток 1350 люмен, что при мощности 100 Вт соответствует светоотдаче 13 лм/Вт. Светодиод, потребляя почти столько же электроэнергии, даёт световой поток 6000 люмен и обладает светоотдачей 115 лм/Вт. То есть, буквально светит ярче, чем 8 лампочек накаливания.
Почему такая большая разница и куда лампа накаливания девает электроэнергию? А здесь всё просто и понятно. В силу устройства и принципа действия лампа накаливания более 97% скушанного электричества преобразует не в свет, а в тепло. Кроме того, она излучает свет, по большей части сдвинутый в сторону инфракрасного спектра. А наше зрение хуже «оценивает» такой свет с точки зрения яркости.
Справедливости ради надо сказать, что светодиод тоже не идеален в плане светоотдачи. Он тоже тратит впустую часть энергии на бесполезный (даже вредный для его ресурса) нагрев. Но уже не 97%, как лампа накаливания, а всего до 60%. Что, впрочем, тоже достаточно много.
Максимальная светоотдача
Чтобы более полно представить себе картину происходящего в сфере искусственного освещения, стоит хотя бы вкратце обсудить максимальную светоотдачу.
В теории
Теоретическая максимально возможная световая отдача — 683 лм/Вт. Она достижима только при длине волны 555 Нм. Это зелёный цвет, который нашим зрением воспринимается, как самый яркий.
На практике
По указанной цифре в 683 лм/Вт видно, что светоотдача наиболее эффективного на сегодня источника света — LED — выглядит весьма скромно. В 6 раз скромнее.
На самом деле уже сегодняшние технологии позволяют «выжать» из светодиода гораздо больше света. Пропуская через него больший ток, его можно «заставить» отдавать до 300 люменов с каждого потреблённого ватта электроэнергии. А это уже в три раза больше того, чем мы пользуемся, и всего в два раза скромнее, чем максимум.
Однако серийно выпускать такие светодиоды нецелесообразно. Дело в том, что с увеличением силы тока для питания LED кристалла значительно быстрее наступает перегрев и выход его из строя. Вы бы покупали светодиоды, которые в 3 раза эффективнее, но при условии, что светить они будут несколько секунд вместо 50 000 часов?
Конечно, технологии не стоят на месте. Уже сейчас ведутся разработки принципиально новых источников искусственного света, которые в случае успеха потеснят LED на рынке. Но произойдёт это не скоро. Светодиоды ещё, как минимум, лет 20-30 будут лидерами в мире освещения по сочетанию цены и экономичности.
От чего зависит эффективность светильников?
При выборе светильника надо понимать, что его светоотдача зависит не только от типа установленного в нём источника света. Если сравнивать люстру с лампами накаливания и LED, то светоотдача последней будет при любых раскладах выше. Но при сравнении двух похожих моделей с одинаковыми лампами может быть весьма ощутимая глазом разница.
И вот что на это влияет:
- Мощность ламп. Вернитесь к таблице выше. В ней наглядно видна зависимость светоотдачи от мощности. В более новых технологиях эта тенденция менее заметна. Но если сравнивать лампы накаливания и галогеновые — с повышением мощности светоотдача увеличивается. То есть, более мощные лампочки более эффективные. У люминесцентных и светодиодных источников разница несущественная.
- Количество ламп. С увеличением числа источников света общая светоотдача светильника повышается далеко не линейно. То есть, нельзя взять 6 LED матриц со светоотдачей 115 лм/Вт, «воткнуть» их в одну люстру, и получить светоотдачу, близкую к теоретическому максимуму. На практике получается так, что с увеличением количества ламп яркость светильника повышается, но несоразмерно с его общей эффективностью.
- Материал и форма плафона. Любая декорация, закрывающая источник света, снижает его светоотдачу (яркость). Прозрачное стекло меньше, матовый пластик больше.
- Направленность света. Люстра по определению предназначена для получения равномерно рассеянного света. По сравнению со спотом аналогичной мощности она будет намного тусклее.
- Наличие и конструкция отражателя. А также тип и форма источника света. Чем больше излучаемого потока будет направлено в нужное место, тем ярче и эффективнее может считаться светильник.
Примечание
На субъективное восприятие яркости светильника ощутимо может влиять цветовая температура источника. Так, тёплые оттенки воспринимаются нами, как менее яркие, чем нейтральные и холодн
Также при выборе светильника важно учитывать, что не от всех требуется яркость. Какой-то нужен для локальной подсветки, другой для фонового освещения, третий для создания атмосферы и развлечений… Обращать внимание на светоотдачу стоит только тогда, когда поставлена цель купить экономичный светильник достаточной яркости.
Как измерить светоотдачу светильника без лаборатории?
Вместо заключения вкратце рассмотрим, как оценить световую отдачу имеющегося в наличии источника света в домашних условиях. Это может быть интересным экспериментом, а также неплохим способом проверить, не завышены ли заявления производителя на упаковке.
Для измерения потребуется люксметр — прибор для измерения освещённости. Его можно купить за вполне адекватные деньги. Если покупать ничего не хочется, с большой погрешностью, но то же самое можно сделать с помощью приложения, скачанного на смартфон. Люксметр измеряет в люксах. Это ещё одна физическая величина, которая напрямую связана с уже известными нам люменами. В дебри углубляться не будем.
Чтобы узнать светоотдачу какого-либо источника света, необходимо поместить его в максимально тёмную комнату. Это нужно, чтобы на показания прибора не искажали посторонние источники света.
Алгоритм:
- Расположите люксметр в 1 метре от источника света.
- Зафиксируйте показатели в люксах.
- Умножьте полученные люксы на число пи (3,14).
Полученная цифра — это и есть примерная светоотдача исследуемого источника света. Как сверить её с заявленными характеристиками, зная ватты и люмены, вы уже в курсе.